Question

以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为

 

．
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中，用石墨电极以如图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下氢气2.24L．（设电解前后溶液的体积均为1L，不考虑水的蒸发或气体的溶解）（已知：lg5═0.70，lg2═0.30）
①理论上，电解后溶液的pH=

 

．
②若实际测得反应后溶液的pH=13.00，则造成这种误差的原因可能是氯气和氢氧化钠溶液反应，写出该反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧化钠；
（2）阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，以此计算生成NaOH的物质的量，可计算溶液的pH，氯气可与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水．

解答： 解：（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）①阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，可知转移0.2mol电子，由总方程式可知2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，生成0.2molNaOH，则c（OH^-）=0.2mol/L，c（H⁺）=

10-14

0.2

mol/L=5×10^-14mol/L，所以溶液的pH=13.3，
故答案为：13.3；
②氯气可与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评：本题考查了电极原理的应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意电极反应电极产物分析，电解过程中离子放电顺序和定量计算的方法应用，题目难度中等．