Question

(8分)(2011·济南一模)海水中蕴藏着丰富的资源，人类需要的很多材料都来源于海水的综合利用。

(1)工业上用NaCl制备金属钠的化学方程式是____________________________________

________________________________________________________________________。

(2)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L^－1 NaCl溶液，若阴阳两极均得到112 mL气体(标准状况)，则所得溶液的pH为________(忽略反应前后溶液的体积变化)。

(3)电解氯化钠溶液可制备“84消毒液”(主要成分是次氯酸钠)，通电时氯气被溶液完全吸收。假设所得的消毒液仅含一种溶质，请写出相应的总化学方程式________________________________________________________________________。

(4)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为：_______________________________________________；

通过阴离子交换膜的离子数________(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。

③请简述通电开始后，阴极附近溶液pH变化的原因：____________________。

④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃烧电池，则电池正极的电极反应式为_______________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl₂↑'(2)13

(3)NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑

(4)①4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑'小于'②D

③H^＋放电，促进水的电离，OH^－浓度增大

④O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－

【解析】(1)工业上通过电解熔融氯化钠来制备钠。(2)电解氯化钠溶液的化学方程式为：2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑，当阴阳两极均得到112 mL标准状况下的气体时，生成NaOH的物质的量为0.01 mol，此时溶液中c(OH^－)＝＝0.1 mol/L，则pH＝13。  (3)电解氯化钠溶液制备次氯酸钠可以分为两步，第一步：2NaCl＋2H₂O

2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑；第二步：Cl₂＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H₂O。将两步合并即得：NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑。(4)电解K₂SO₄溶液时，阳极附近OH^－放电生成氧气，阴极附近是H^＋放电生成氢气，由于装置中放置了离子交换膜在两极分别生成KOH和H₂SO₄，需在阳极室一侧放置阴离子交换膜，允许通过的是阴离子，即SO₄^2－和OH^－，阴极室一侧放置阳离子交换膜，允许通过的是阳离子，即K^＋，H^＋，由于SO₄^2－与K^＋的个数比为1 ∶2，故通过阴离子交换膜的离子比通过阳离子交换膜的少。