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系列化工產(chǎn)品。下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(yáng)離子通過(guò)。

完成下列填空：

(1)．寫(xiě)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 位置補(bǔ)充，氫氧化鈉溶液從圖中 位置流出。（選填“a”、“b”、“c”或“d”）

(4)．KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】（1）2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

（2）阻止OH-進(jìn)入陽(yáng)極室，與Cl2發(fā)生副反應(yīng)；避免氯氣與氫氣反應(yīng)。

（3）a；d；（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.

【解析】

試題分析：（1）電解飽和食鹽水時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子H+在陰極得到電子生成H2逸出，使附近的水溶液顯堿性，溶液中的陰離子Cl-在陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，反應(yīng)的離子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

（2）圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，是陽(yáng)離子交換膜，允許陽(yáng)離子通過(guò)，但不能使陰離子通過(guò)，這樣就可以阻止陰極溶液中的OH-進(jìn)入陽(yáng)極室，與氯氣發(fā)生反應(yīng)，阻止Cl-進(jìn)入陰極室，使在陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH純度更高，同時(shí)可以阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸，所以離子交換膜的作用為：阻止OH-進(jìn)入陽(yáng)極室，與Cl2發(fā)生副反應(yīng)；避免氯氣與氫氣反應(yīng)。

（3）隨著電解的進(jìn)行，溶質(zhì)NaCl不斷消耗，所以應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充，精制飽和食鹽水從與陽(yáng)極連接的圖中a位置補(bǔ)充，由于陰極H+不斷放電，附近的溶液顯堿性，氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出。

（4）KClO3有氧化性，H2C2O4有還原性，在酸性條件下KClO3可以和草酸（H2C2O4）生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)，根據(jù)電子守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O。