Question

【題目】電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸的原理如下圖所示（“HA ”表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子）。

（1）陽極電極反應(yīng)式為__________；

（2）簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理________________________；

（3）電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為6~8 ，此時(shí)進(jìn)入濃縮室的OH－可忽略不計(jì)。400 mL10 g/L 乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為 145 g/L(溶液體積變化忽略不計(jì))，則陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為___________L(乳酸摩爾質(zhì)量為90g/ mol ）。

Answer 1

【答案】 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 陽極OH-放電，c(H+)增大，H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室A-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H++A— = HA，乳酸濃度增大 6.72

【解析】（1）在陽極溶液中的陰離子放電，由于OH-的放電能力大于含氧酸根離子，所以在陽極OH-放電，該電極的電極反應(yīng)式為4OH-－4e-=2H2O+O2↑；（2）濃縮室中得到濃乳酸的原理是在陽極OH-放電，c(H+)增大，H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；A-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H++A-=HA，所以乳酸濃度增大；（3）反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乳酸的質(zhì)量是0.400 L（145g/L －10g/L）=54g，則乳酸的物質(zhì)的量是54g÷90g/ mol=0.6mol；因?yàn)樵诜磻?yīng)過程乳酸根離子結(jié)合的H+離子的個(gè)數(shù)與反應(yīng)過程中放電的H+或OH-的個(gè)數(shù)相等，所以n(H2)=1/2n(乳酸)=0.3mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是0.3mol×22.4L/mol=6.72L。