Question

12．氯化鈉在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛應(yīng)用．

（1）某學(xué)生制作了一種家用消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和NaCl溶液，裝置如圖1所示，通電時(shí)，為使Cl₂被充分吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，該裝置中電解α的名稱(chēng)為負(fù)極．
（2）氯堿工業(yè)中，利用陽(yáng)離子交換膜（陽(yáng)離子能通過(guò)交換膜，陰離子和氣體分子不能通過(guò)）電解飽和食鹽水以制取的NaOH和氯氣的原理如圖2所示：
①溶液A的溶質(zhì)是NaOH．
②電解飽和食鹽水的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑．
③圖2中陽(yáng)離子交換膜的作用為既能防止氯氣和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，還可以避免氯氣和氫氧化鈉之間的反應(yīng)．
（3）工業(yè)上可在調(diào)控不同pH的條件下，利用無(wú)隔膜電解法獲得NaClO₃和NaClO，已知在濃食鹽水中有效氯（Cl₂、HClO、ClO^-）濃度分布于pH關(guān)系如圖3所示：
①已知：2HClO+ClO-=ClO₃^-+2Cl^-+2H⁺，若欲利用無(wú)隔膜電解法制備N(xiāo)aClO₃，應(yīng)控制溶液的pH在7-7.5范圍內(nèi)．制備過(guò)程中，向電解液中加入一定量的Na₂Cr₂O₇能起自動(dòng)調(diào)節(jié)酸堿度作用，其原理是（用離子方程式表示）Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺．
②無(wú)隔膜電解法制備N(xiāo)aClO時(shí)，應(yīng)控制溶液pH＞10，若pH過(guò)大，則陽(yáng)極就有O₂生成，其電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）由裝置圖可知上端應(yīng)生成氫氣，則a為負(fù)極；
（2）用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時(shí)陰極附近還生成氫氧根離子，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，還可以防止兩極產(chǎn)物之間的反應(yīng)，據(jù)此回答判斷；
（3）①根據(jù)圖中氯酸根離子的存在所需的pH來(lái)判斷即可，在一定條件下，Na₂Cr₂O₇可以和鉻酸鈉之間相互轉(zhuǎn)化；
②在電解池的陽(yáng)極上是陰離子失電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此回答．

解答 解：（1）用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，若通電時(shí)，為使生成的Cl₂被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，則電解池的下端產(chǎn)生的是氯氣，上端產(chǎn)生的是氫氣，電解池的陰極上是陽(yáng)離子氫離子得電子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，生成氫氣，在陽(yáng)極上是陰離子氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，生成氯氣，所以a是負(fù)極，b是正極，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：負(fù)；
（2）①用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時(shí)陰極附近還生成氫氧根離子，所以A溶液是NaOH，故答案為：NaOH；
②用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時(shí)陰極附近還生成氫氧根離子，電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
③裝置中的陽(yáng)離子交換膜只能讓陽(yáng)離子通過(guò)，不能讓陰離子通過(guò)，既能防止氯氣和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，還可以避免氯氣和氫氧化鈉之間的反應(yīng)，故答案為：既能防止氯氣和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，還可以避免氯氣和氫氧化鈉之間的反應(yīng)；
（3）①根據(jù)圖中氯酸根離子的存在所需的pH知道，若欲利用無(wú)隔膜電解法制備N(xiāo)aClO₃，應(yīng)控制溶液的pH在7-7.5；制備過(guò)程中，向電解液中加入一定量的Na₂Cr₂O₇，
發(fā)生反應(yīng)：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)酸堿度作用，故答案為：7-7.5；Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺；
②在電解池的陽(yáng)極上是陰離子氫氧根離子失電子的氧化反應(yīng)，即4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，有氧氣生成，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電解池的原理的應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，明確發(fā)生的電極反應(yīng)及“使Cl₂被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液”即可解答，題目難度不大．