Question

工业上电解饱和食盐水可得到多种工业原料，其中氢气和氯气用途非常广泛．
（1）如图所示是离子交换膜（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）法电解饱和食盐水示意图．电解过程中，A极发生的是

还原

（填“氧化”或“还原”）反应；B极的电极反应方程式为

2Cl^--2e=Cl₂↑

．若将电极材料换为铁棒，则B极的电极反应为

Fe-2e=Fe²⁺

．
（2）以上反应得到的H₂和C1₂可直接化合制盐酸．有人设想利用原电池原理直接制备盐酸，同时获得电能．若这种设想可行，则通氢气的电极为

负

极；通氯气的电极反应式为

Cl₂+2e=2Cl^-

．
（3）工业制得的浓盐酸往往呈黄色，原因是输送氯气的铁管道被腐蚀所致．请写出有关反应的化学方程式

2Fe+3Cl₂=2FeCl₃

，这种腐蚀属于

化学腐蚀

．
（4）室温下，将1.000mol?L^-1盐酸滴入20.00mL1.000mol?L^-1氨水中，当溶液pH=7时，c（Cl^-）

=

c（NH₄⁺）（填=、＞、＜）；当滴入20.00mL盐酸时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为

c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

．

Answer 1

分析：（1）由图可知，A为阴极生成氢气，B为阳极生成氯气；若将电极材料换为铁棒，B为阳极，金属失去电子；
（2）由H₂+Cl₂═2HCl，H元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低；
（3）浓盐酸往往呈黄色，是因混有Fe³⁺，发生Fe被氧化的化学反应；
（4）pH=7时，c（H⁺）=c（OH^-），结合电荷守恒分析c（Cl^-）、c（NH₄⁺）的关系，当滴入20.00mL盐酸时，恰好生成氯化铵，水解显酸性，以此分析离子浓度的关系．

解答：解：（1）由图可知，A为阴极生成氢气，发生还原反应，而B为阳极，该电极反应为2Cl^--2e=Cl₂↑；若将电极材料换为铁棒，B为阳极，金属失去电子，电极反应为Fe-2e=Fe²⁺，
故答案为：还原；2Cl^--2e=Cl₂↑；Fe-2e=Fe²⁺；
（2）由H₂+Cl₂═2HCl，H元素的化合价升高，则通氢气为负极，Cl元素的化合价降低，则通氯气为正极，该正极反应为Cl₂+2e=2Cl^-，
故答案为：负；Cl₂+2e=2Cl^-；
（3）浓盐酸往往呈黄色，是因混有Fe³⁺，发生Fe被氧化的化学反应，反应为2Fe+3C1₂=2FeC1₃，属于化学腐蚀，故答案为：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃；化学腐蚀；
（4）pH=7时，c（H⁺）=c（OH^-），由电荷守恒可知，c（OH^-）+c（C1^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），则c（C1^-）=c（NH₄⁺），当滴入20.00mL盐酸时，恰好生成氯化铵，铵根离子水解显酸性，所以离子浓度的关系为c（C1^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：=；c（C1^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评：本题考查电解原理及离子浓度大小的比较，注意电解饱和食盐水的反应及利用氧化还原分析电极反应即可解答，体会电荷守恒及盐类水解的应用，题目难度中等．