Question

4．電解飽和食鹽水的原理如圖所示．
（1）檢驗(yàn)氣體A所用試劑是濕潤的淀粉碘化鉀試紙．
（2）產(chǎn)生B的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
（3）電解飽和食鹽水的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（4）溶液C的溶質(zhì)是NaOH．
（5）電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3．用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋稀鹽酸的作用：Cl₂與水的反應(yīng)為Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng)．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出．
（6）采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時(shí)生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0g，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣134.4L．
（7）當(dāng)陽極產(chǎn)生224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，設(shè)陰極室溶液體積為2000L，則陰極室溶液的pH=12．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置圖左邊接電源正極為陽極，氯離子失電子放出A為氯氣，氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)；
（2）右邊接負(fù)極為陰極，氫離子得電子放出氫氣；
（3）電解飽和食鹽水，依據(jù)電極反應(yīng)判斷生成產(chǎn)物，書寫離子方程式；
（4）根據(jù)右邊接負(fù)極為陰極，氫離子得電子放出氫氣，剩余氫氧根與移動(dòng)過來的鈉離子結(jié)合成氫氧化鈉溶液分析；
（5）根據(jù)陽極產(chǎn)物和平衡移動(dòng)原理分析；
（6）根據(jù)得失電子守恒，NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO₃所失去的電子等于H₂O轉(zhuǎn)化為H₂所得到的電子，由氯酸鈉的質(zhì)量求出氯酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而求出NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO₃所失去的電子的物質(zhì)的量，最后求出生成氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積；
（7）根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物寫出相應(yīng)的電解方程式，根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）由裝置圖左邊接電源正極為陽極，氯離子失電子放出A為氯氣，氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)，則檢驗(yàn)氣體氯氣所用試劑是濕潤的淀粉碘化鉀試紙，故答案為：濕潤的淀粉碘化鉀試紙；
（2）右邊接負(fù)極為陰極，氫離子得電子放出氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）電解飽和食鹽水，溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大生成氫氧化鈉，反應(yīng)的離子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（4）裝置圖右邊接負(fù)極為陰極，氫離子得電子放出氫氣，氫氧根離子濃度增大，剩余溶液C為氫氧化鈉溶液，故答案為：NaOH；
（5）電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3的作用是促使化學(xué)平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO向左移動(dòng)，減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，
故答案為：Cl₂與水的反應(yīng)為Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng)．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（6）由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO₃，失去電子數(shù)為6，H₂O轉(zhuǎn)化為H₂，得到的電子數(shù)為2，
設(shè)產(chǎn)生的H₂體積為VL，
由得失電子守恒得：6×$\frac{213.0g}{116.5g•mol{\;}^{-1}}$=2×$\frac{V}{22.4}$； 解得V=134.4L．
故答案為：134.4；
（7）因電解飽和食鹽水的方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，陽極產(chǎn)生224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)，即10molCl₂時(shí)，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為20mol，所以溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度=$\frac{20}{2000}$═0.01mol/L，所以氫離子的濃度為$\frac{10{\;}^{-14}}{0.01}$=1×10^-12mol/L，pH=12，故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，電極判斷，電極反應(yīng)式的書寫，化學(xué)方程式的計(jì)算，難度不大，注意掌握化學(xué)方程式的計(jì)算是解題的關(guān)鍵．