题目内容：

[化学-选修化学与技术]
请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=______（要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质，必须精制后才能供电解使用．精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na₂CO₃、②HCl（盐酸）③BaCl₂，这3种试剂添加的合理顺序是______（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．

①图中X、Y分别是______、______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小______；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______，负极：______；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）______、______．

优质解答

（1）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，则理论上k=

M(Cl2)

2M(NaOH)

=

71

80

=1：1.13或0.89，
故答案为：

M(Cl2)

2M(NaOH)

=

71

80

=1：1.13或0.89；
（2）应先加入过量BaCl₂，除去SO₄^2-，然后加过量Na₂CO₃，可除去Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等，过滤后加入盐酸可除去Na₂CO₃，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H₂，这样Y即为H₂，则电解池左边应为阳极，生成Cl₂，由于燃料电池正极发生O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH^-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，
故答案为：Cl₂；H₂；a%小于b%；
 ②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
③据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗等，
故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度．