题目

工业上目前电解食盐水制造 NaOH 的反应为①2NaCl+2H2O电解−→2NaOH+H2(g)+Cl2(g)有人提出改进方案，改造电解池的结构，使电解食盐水的总反应为②2NaCl+H2O+12O2(空气)电解−→2NaOH+Cl2(g)从两种电池总反应分别写出阴极和阳极反应。计算在 298 K 时，两种反应的理论分解电压各为多少。设活度均为 1，溶液 pH=14。计算改进方案在理论上可节约多少电能（用百分数表示）。

工业上目前电解食盐水制造 的反应为

①

有人提出改进方案，改造电解池的结构，使电解食盐水的总反应为

②

从两种电池总反应分别写出阴极和阳极反应。

计算在 时，两种反应的理论分解电压各为多少。设活度均为 ，溶液 。

计算改进方案在理论上可节约多少电能（用百分数表示）。

题目解答

答案

  • (1)

    反应①

    阴极

    阳极

    反应②

    阴极

    阳极

  • (2)

    ；

  • (3)

解析

步骤 1：确定阴极和阳极反应
对于反应①，阴极反应为水的还原，阳极反应为氯离子的氧化。对于反应②，阴极反应为氧气和水的还原，阳极反应与反应①相同。
步骤 2：计算理论分解电压
理论分解电压等于阳极反应的电极电势与阴极反应的电极电势之差。使用标准电极电势表，计算出两种反应的理论分解电压。
步骤 3：计算电能节约百分比
电能节约百分比等于两种反应的理论分解电压之差除以反应①的理论分解电压，再乘以100%。