Question

氫氧化鈉是一種用途十分廣泛的重要化工原料。工業(yè)上主要通過(guò)電解氯化鈉飽和溶液的方法獲得氫氧化鈉，我國(guó)的氯堿工業(yè)大多采用離子交換膜電解槽。?

(1)寫出電解飽和氯化鈉溶液時(shí)的電極反應(yīng)式和總的離子反應(yīng)方程式。?

陽(yáng)極：　　　　　　　，陰極：　　　　　　　；?

總反應(yīng)方程式：　　　　　　　　　　　　　。?

(2)離子交換膜電解槽一般采用金屬鈦?zhàn)麝?yáng)極，其原因是      ，陰極一般用碳鋼網(wǎng)制成。陽(yáng)離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)為使電解氯化鈉的速率加快，下列措施可行的是      。

a.增大陰極碳鋼網(wǎng)面積                 b.提高飽和氯化鈉溶液的溫度

c.加大陰極與陽(yáng)極間的距離            d.提高電解時(shí)的電源電壓?

(4)電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO^2-₄等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：?a.Na₂CO₃?溶液；  b.Ba(OH)₂溶液；  c.稀鹽酸。其合理的加入順序?yàn)?U>      (填試劑序號(hào))。

(5)如果在容積為10 L的離子交換膜電解槽中，1 min在陰極可產(chǎn)生11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl₂，這時(shí)溶液的pH是(設(shè)體積維持不變)　　　　　　。?

(6)Cl₂常用于自來(lái)水的消毒殺菌，現(xiàn)在有一種新型消毒劑ClO₂，若它們?cè)跉⒕�過(guò)程中的還原產(chǎn)物均為Cl^-，消毒等量的自來(lái)水，所需用Cl₂和ClO₂的物質(zhì)的量之比為      。?

Answer 1

(1)2Cl^--2e ^-＝Cl₂↑?

2H⁺+2e^-＝H₂↑?

2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑?

(2)陰極產(chǎn)生的Cl₂不易腐蝕金屬鈦既能防止陰極產(chǎn)生的H₂和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl₂相混合而引起爆炸，又能避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量?

(3)a、b、d?

(4)b、a、c?

(5)13?

(6)5∶2?

解析：(1)電解NaCl時(shí)，陽(yáng)極上Cl^-失去電子生成Cl₂，陰極上H⁺得電子生成H₂。

(2)鈦不易與Cl₂反應(yīng)，且防止H₂與Cl₂混合爆炸，也防止Cl₂與NaOH接觸反應(yīng)。?

(3)只有c增大距離后，電解速率變慢?

(4)除雜原則：后加入物質(zhì)必須把先加入過(guò)量物質(zhì)除去，故為b、a、c。?

(5)陰極產(chǎn)生H₂11.2 L，故轉(zhuǎn)移電子為0.5 mol×2=1 mol，則生成OH^-1 mol，c(OH ^-)=0.1 mol·L^-1，pH=13。?

(6)Cl₂變?yōu)?Cl^-降2價(jià)，ClO₂變?yōu)镃l ^-，降5價(jià)，故為5∶2。