Question

2．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示．

（1）M、N电极材料分别为铁和石墨电极中的一种，N电极材料应选择铁；M电极上的电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：Cl₂与水的反应为Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出．

Answer 1

分析 （1）依据装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，则M为石墨，右边为负极，连接电极为阴极，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，则N为铁；
（2）电解饱和食盐水，依据电极反应判断生成产物，书写离子方程式；
（3）根据阳极产物和平衡移动原理分析；

解答 解：（1）依据装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，则M为石墨，反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，右边为负极，连接电极为阴极，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，则N为铁，故答案为：铁；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）电解饱和食盐水，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠，反应的离子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO向左移动，减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，
故答案为：Cl₂与水的反应为Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；

点评 本题考查了电解池原理的分析应用，主要是电极反应，电极判断，离子除杂实验设计方案分析判断是关键，题目难度中等．