Question

【题目】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等化工产品。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

回答下列问题：

（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式：_______________________________。

（2）离子交换膜的作用为_________________。

（3）精制饱和食盐水从图中____(填“a”、“b”、“c”或“d”，下同)位置补充，氢氧化钠溶液从图中____位置流出。

（4）KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式：____________________________。

Answer 1

【答案】2H2O +2Cl-Cl2↑+2OH-+H2↑ 能得到纯度较高的氢氧化钠溶液，避免Cl2与H2反应(其他答案合理即可) a d 2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O

【解析】

(1)电解精制饱和食盐水生成氯气、氢气、烧碱；

(2)阳离子交换膜只能让阳离子通过，阴离子和气体不能通过；

(3)电解饱和食盐水时,阳极上阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的电极反应式为：2Cl—－2e-═Cl2，阴极H+放电，电极反应式为:2H++2e-═H2；H2、NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为d，Cl2在阳极生成,精制饱和食盐水从阳极进入；

（4）KClO3有氧化性，草酸(H2C2O4)有还原性，在硫酸提供酸性环境下反应生成ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质，依据电子守恒和原子守恒，可得该反应的化学方程式。

(1)电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱,反应的离子方程式为:,

本题答案为：；

(2)阳离子交换膜只能让阳离子通过,阴离子和气体不能通过，用石墨作电极电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯；

本题答案为：能得到纯度较高的氢氧化钠溶液，避免Cl2与H2反应；

(3)电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大,生成氢氧化钠溶液,NaOH溶液的出口为d；Cl2在阳极,根据装置图分析可以知道精制饱和食盐水从阳极进入,即进口为a；

本题答案为：a,d；

（4）KClO3有氧化性，草酸(H2C2O4)有还原性，在硫酸提供酸性环境下反应生ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质，依据电子守恒和原子守恒，可得该反应的化学方程式：2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O；

本题答案为：2KClO3 + 2H2SO4+H2C2O4 2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。