Question

某氯堿廠采用離子膜法電解飽和食鹽水生產(chǎn)燒堿，其原理示意圖如下．請(qǐng)結(jié)合示意圖回答以下問(wèn)題：

①寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式

 

．
②使用離子交換膜把電解槽分隔 成陰極室和陽(yáng)極室的目的是

 

．
③該電解過(guò)程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（填“淡鹽水”或“NaOH”）
④精制前的食鹽水中含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，需要加入試劑使雜質(zhì)離子沉淀后，再通過(guò)

 

操作除去．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：陽(yáng)離子交換膜法電極飽和食鹽水，依據(jù)鈉離子移動(dòng)方向可知出氯氣的為陽(yáng)極，出氫氣的為陰極，結(jié)合電解原理判斷兩極的產(chǎn)物，出氯氣為陽(yáng)極，溶液中的陰離子氯離子失電子生成氯氣，出氫氣的為陰極，溶液中陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣；
①出氯氣的為陽(yáng)極，溶液中的陰離子氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；出氫氣的為陰極，溶液中陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑；據(jù)此寫出反應(yīng)化學(xué)方程式；
②使用陽(yáng)離子交換膜，生成的氯氣在陽(yáng)極，生產(chǎn)的氫氧化鈉在陰極，可避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量；
③依據(jù)裝置圖分析循環(huán)使用是參與反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程又生成的物質(zhì)；
④精制食鹽除雜，加入試劑沉淀后過(guò)濾除去；

解答： 解：①出氯氣的電極為陽(yáng)極，溶液中的陰離子氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；出氫氣的電極為陰極，溶液中陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑；電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②使用離子交換膜把電解槽分隔成陰極室和陽(yáng)極室的目的是使在陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣和在陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉，混合在一起反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量；
故答案為：生成的氯氣在陽(yáng)極，生產(chǎn)的氫氧化鈉在陰極，可避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量
③分析裝置圖可知，該電解過(guò)程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是淡鹽水，NaOH是產(chǎn)物；
故答案為：淡鹽水；
④精制前的食鹽水中含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，需要加入試劑使雜質(zhì)離子沉淀后，再通過(guò)過(guò)濾操作除去；
故答案為：過(guò)濾．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的應(yīng)用，電極判斷和電極反應(yīng)產(chǎn)物判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．