Question

【題目】Ⅰ. 氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過。

完成下列填空：

（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：___________________________________________。

（2）離子交換膜的作用為__________________、___________________________。

（3）精制飽和食鹽水從圖中________(選填“a”、“b”、“c”或“d”)位置補(bǔ)充，氫氧化鈉溶液從圖中________位置流出。

Ⅱ.（4）氨氣的水溶液稱為氨水，其中存在的主要溶質(zhì)微粒是NH3H2O．已知：

a．常溫下，醋酸和NH3H2O的電離平衡常數(shù)均為1.74×10﹣5；

b．CH3COOH+NaHCO3═CH3COONa+CO2↑+H2O．

則CH3COONH4溶液呈_____性（填“酸”、“堿”或“中”，下同），NH4HCO3溶液呈_____性，NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是_____（填化學(xué)式）．

Answer 1

【答案】2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 能得到純度更高的氫氧化鈉溶液 阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生反應(yīng) a d 中 堿 NH4+

【解析】

Ⅰ. （1）電解精制飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、燒堿；

（2）陽(yáng)離子交換膜只能陽(yáng)離子通過，陰離子和氣體不能通過；

（3）電解飽和食鹽時(shí)陽(yáng)極陰離子Cl-、OH-放電，Cl-的放電能力強(qiáng)于OH-，陽(yáng)極發(fā)生的方程式為：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極：2H++2e-═H2↑；H2、NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為d，Cl2在陽(yáng)極，精制飽和食鹽水從陽(yáng)極進(jìn)入；

Ⅱ.（4）相同溫度下，電離平衡常數(shù)相同的弱電解質(zhì)，其電離程度相等；根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸判斷醋酸和碳酸的相對(duì)強(qiáng)弱。

Ⅰ.（1）電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）陽(yáng)離子交換膜只能陽(yáng)離子通過，陰離子和氣體不能通過，用石墨作電極電解飽和氯化鈉時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽(yáng)離子交換膜而進(jìn)入陰極，如果氯氣進(jìn)入陰極易和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，且易和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉而導(dǎo)致制取的氫氧化鈉不純，故答案為：防止陽(yáng)極生成的氯氣與陰極生成的氫氧化鈉反應(yīng)而使產(chǎn)品不純；防止陽(yáng)極生成的氯氣與陰極生成的氫氣反應(yīng)遇火反應(yīng)而引發(fā)安全事故；
（3）電解槽中陰極是氫離子放電生成氫氣，水電離平衡正向進(jìn)行氫氧根離子濃度增大，生成氫氧化鈉溶液，NaOH溶液的出口為d；Cl2在陽(yáng)極，依據(jù)裝置圖分析可知精制飽和食鹽水從陽(yáng)極進(jìn)入，即進(jìn)口為a，故答案為：a，d；

Ⅱ.（4）根據(jù)題給信息知，相同條件下，醋酸和一水合氨的電離平衡常數(shù)相等，則二者的電離程度相等，醋酸銨中銨根離子和醋酸根離子水解程度相等，所以醋酸銨溶液呈中性；根據(jù)b知，醋酸的酸性大于碳酸，則碳酸氫根離子的水解能力大于銨根離子水解能力，則碳酸氫銨溶液呈堿性；碳酸氫根離子水解程度大于銨根離子，所以溶液中離子濃度最大的是NH4+，故答案為：中；堿；NH4+。