Question

工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱(chēng)為氯堿工業(yè)．
（1）若采用無(wú)隔膜法電解冷的食鹽水時(shí)，Cl₂會(huì)與NaOH充分接觸，導(dǎo)致產(chǎn)物僅是NaClO和H₂．無(wú)隔膜法電解冷的食鹽水相應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）氯堿工業(yè)耗能高，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30%以上．在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)．

①經(jīng)精制的飽和NaCl溶液應(yīng)從圖中電解池的

 

（填寫(xiě)“左”或“右”）池注入．
②圖中X是

 

（填化學(xué)式）；乙中右室的電極反應(yīng)式為：

 

，圖示中氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的關(guān)系是

 

（填字母）．
A．a(chǎn)%=b%          B．a(chǎn)%＞b%             C．a(chǎn)%＜b%
③甲中的離子交換膜為

 

（填“陽(yáng)離子交換膜”或“陰離子交換膜”）．
（3）氯堿工業(yè)的產(chǎn)物NaOH與不同物質(zhì)反應(yīng)可以生成不同的鹽．已知常溫下，濃度均為0.1mol/L的4種鈉鹽溶液pH如下表：

溶質(zhì)	Na2CO3	NaHCO3	NaClO	NaHSO3
pH	11.6	9.7	10.3	5.2

下列說(shuō)法中，不正確的是

 

（填字母）
a．向氯水中加入NaHCO₃，可以增大氯水中次氯酸的濃度
b．四種溶液中，水的電離程度最大的是NaClO
c．常溫下，相同物質(zhì)的量濃度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，pH最大的是H₂SO₃
d．NaHSO₃溶液中離子濃度大小順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（2）①根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化情況，電解池的左池是可以得到氫氧化鈉來(lái)判斷飽和NaCl溶液的進(jìn)入情況；
②在燃料電池中，所以通入空氣的極是正極，氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，通入燃料的極是負(fù)極，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，能將電解質(zhì)稀釋?zhuān)瑩?jù)此回答判斷；
③a．根據(jù)氯氣和水的反應(yīng)平衡移動(dòng)的影響因素來(lái)回答；
b．鹽的水解都對(duì)水的電離起到促進(jìn)作用，水解規(guī)律：越弱越水解；
c．酸的酸性越強(qiáng)，則pH越小，酸的電離平衡常數(shù)可以反映酸的強(qiáng)弱；
d．根據(jù)亞硫酸氫鈉溶液顯示酸性，則陰離子的電離程度大于其水解程度，據(jù)此回答判斷．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水，整個(gè)過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)是：Cl^-+H₂O

電解  .

ClO^-+H₂↑，故答案為：Cl^-+H₂O

電解  .

ClO^-+H₂↑；
（2）①根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化情況，電解池的左池是電解食鹽水得到的氫氧化鈉，所以經(jīng)精制的飽和NaCl溶液應(yīng)從圖中電解池的左池進(jìn)入，故答案為：左；
②在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，通入燃料的極是負(fù)極，即產(chǎn)生Y的極是陰極，所產(chǎn)生的是氫氣，在X處產(chǎn)生的是氯氣，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，所以a%小于b%，故答案為：Cl₂；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；C；
③根據(jù)題意：裝置中所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)，所以均是陽(yáng)離子交換膜，故答案為：陽(yáng)離子交換膜；
（3）a．向氯水中加入NaHCO₃，可以和鹽酸之間反應(yīng)，促使氯氣和水的反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，增大氯水中次氯酸的濃度，故a正確；
b．四種溶液中，鹽中酸根離子水解程度越大，則水的電離程度越大，堿性越強(qiáng)，水解程度越大，即水的電離程度最大的是Na₂CO₃，故b錯(cuò)誤；
c．常溫下，相同物質(zhì)的量濃度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，酸性順序是：H₂SO₃＞H₂CO₃＞HClO，pH最大的是HClO，故c錯(cuò)誤；
d．NaHSO₃溶液中離子濃度大小順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故d錯(cuò)誤．
故選bcd．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生電解池的工作原理以及溶液中的電離平衡和水解平衡的應(yīng)用知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，綜合性強(qiáng)，難度大．