Question

氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。?

(1)写出电解饱和氯化钠溶液时的电极反应式和总的离子反应方程式。?

阳极：　　　　　　　，阴极：　　　　　　　；?

总反应方程式：　　　　　　　　　　　　　。?

(2)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是      ，阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)为使电解氯化钠的速率加快，下列措施可行的是      。

a.增大阴极碳钢网面积                 b.提高饱和氯化钠溶液的温度

c.加大阴极与阳极间的距离            d.提高电解时的电源电压?

(4)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO^2-₄等杂质离子，使用的试剂有：?a.Na₂CO₃?溶液；  b.Ba(OH)₂溶液；  c.稀盐酸。其合理的加入顺序为      (填试剂序号)。

(5)如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min在阴极可产生11.2 L(标准状况)Cl₂，这时溶液的pH是(设体积维持不变)　　　　　　。?

(6)Cl₂常用于自来水的消毒杀菌，现在有一种新型消毒剂ClO₂，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl^-，消毒等量的自来水，所需用Cl₂和ClO₂的物质的量之比为      。?

Answer 1

(1)2Cl^--2e ^-＝Cl₂↑?

2H⁺+2e^-＝H₂↑?

2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑?

(2)阴极产生的Cl₂不易腐蚀金属钛既能防止阴极产生的H₂和阳极产生的Cl₂相混合而引起爆炸，又能避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量?

(3)a、b、d?

(4)b、a、c?

(5)13?

(6)5∶2?

解析：(1)电解NaCl时，阳极上Cl^-失去电子生成Cl₂，阴极上H⁺得电子生成H₂。

(2)钛不易与Cl₂反应，且防止H₂与Cl₂混合爆炸，也防止Cl₂与NaOH接触反应。?

(3)只有c增大距离后，电解速率变慢?

(4)除杂原则：后加入物质必须把先加入过量物质除去，故为b、a、c。?

(5)阴极产生H₂11.2 L，故转移电子为0.5 mol×2=1 mol，则生成OH^-1 mol，c(OH ^-)=0.1 mol·L^-1，pH=13。?

(6)Cl₂变为2Cl^-降2价，ClO₂变为Cl ^-，降5价，故为5∶2。