Question

【題目】氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等化工產(chǎn)品。如圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。

回答下列問題：

（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：_______________________________。

（2）離子交換膜的作用為_________________。

（3）精制飽和食鹽水從圖中____(填“a”、“b”、“c”或“d”，下同)位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中____位置流出。

（4）KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質。寫出該反應的化學方程式：____________________________。

Answer 1

【答案】2H2O +2Cl-Cl2↑+2OH-+H2↑ 能得到純度較高的氫氧化鈉溶液，避免Cl2與H2反應(其他答案合理即可) a d 2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O

【解析】

(1)電解精制飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、燒堿；

(2)陽離子交換膜只能讓陽離子通過，陰離子和氣體不能通過；

(3)電解飽和食鹽水時,陽極上陰離子Cl-、OH-放電，Cl-的放電能力強于OH-，陽極發(fā)生的電極反應式為：2Cl—－2e-═Cl2，陰極H+放電，電極反應式為:2H++2e-═H2；H2、NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為d，Cl2在陽極生成,精制飽和食鹽水從陽極進入；

（4）KClO3有氧化性，草酸(H2C2O4)有還原性，在硫酸提供酸性環(huán)境下反應生成ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質，依據(jù)電子守恒和原子守恒，可得該反應的化學方程式。

(1)電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿,反應的離子方程式為:,

本題答案為：；

(2)陽離子交換膜只能讓陽離子通過,陰離子和氣體不能通過，用石墨作電極電解飽和氯化鈉時，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽離子交換膜而進入陰極，如果氯氣進入陰極易和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，且易和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉而導致制取的氫氧化鈉不純；

本題答案為：能得到純度較高的氫氧化鈉溶液，避免Cl2與H2反應；

(3)電解槽中陰極是氫離子放電生成氫氣，水電離平衡正向進行氫氧根離子濃度增大,生成氫氧化鈉溶液,NaOH溶液的出口為d；Cl2在陽極,根據(jù)裝置圖分析可以知道精制飽和食鹽水從陽極進入,即進口為a；

本題答案為：a,d；

（4）KClO3有氧化性，草酸(H2C2O4)有還原性，在硫酸提供酸性環(huán)境下反應生ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質，依據(jù)電子守恒和原子守恒，可得該反應的化學方程式：2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O；

本題答案為：2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。