Question

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业．
（1）NaCl的电子式是

 

．
（2）若采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl₂会与NaOH充分接触，导致产物仅是NaClO和H₂．无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为

 

．
（3）氯碱工业耗能高，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．

①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的

 

（填写“左”或“右”）池注入．
②图中X是

 

（填化学式）；图示中氢氧化钠溶液质量分数a%与b%的关系是

 

（填字母）．
A．a%=b%          B．a%＞b%             C．a%＜b%
③上述设计的主要优点有（写出一个方面）

 

．
（4）氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐．已知常温下，浓度均为0.1mol/L的4种钠盐溶液pH如下表：

溶质	Na2CO3	NaHCO3	NaClO	NaHSO3
pH	11.6	9.7	10.3	5.2

下列说法中，不正确的是

 

（填字母）
a．向氯水中加入NaHCO₃，可以增大氯水中次氯酸的浓度
b．四种溶液中，水的电离程度最大的是NaClO
c．常温下，相同物质的量浓度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，pH最大的是H₂SO₃
d．NaHSO₃溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）

Answer 1

考点：氯碱工业

专题：氧化还原反应专题,元素及其化合物

分析：（1）NaCl为离子化合物，书写氯离子时注意用中括号；
（2）根据反应物和生成物写出反应方程式；
（3）①根据物质的转化情况，电解池的左池是可以得到氢氧化钠来判断饱和NaCl溶液的进入情况；
②在燃料电池中，所以通入空气的极是正极，氧气发生得电子的还原反应，通入燃料的极是负极，氢氧燃料电池最后产生的是水，能将电解质稀释，据此回答判断；
③从物质的循环利用角度来分析；
（4）a、根据氯气和水的反应平衡移动的影响因素来回答；
b、盐的水解都对水的电离起到促进作用，水解规律：越弱越水解；
c、酸的酸性越强，则pH越小，酸的电离平衡常数可以反映酸的强弱；
d、根据亚硫酸氢钠溶液显示酸性，则阴离子的电离程度大于其水解程度，据此回答判断；
e、通过对碳酸氢钠溶液进行电荷守恒和物料守恒列式即得．

解答： 解：（1）NaCl为离子化合物，有钠离子与氯离子构成，电子式为，故答案为：；
（2）若氯气和氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，则发生的反应为 NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑，故答案为：NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑；
（3）①根据物质的转化情况，电解池的左池是电解食盐水得到的氢氧化钠，所以经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的左池进入，故答案为：左；
②在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，通入燃料的极是负极，即产生Y的极是阴极，所产生的是氢气，在X处产生的是氯气，氢氧燃料电池最后产生的是水，所以a%小于b%，故答案为：Cl₂；C；
③上述方案的优点之一是燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗；
故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能，提高产出碱液的浓度，降低能耗；
（4）a、向氯水中加入NaHCO₃，可以和盐酸之间反应，促使氯气和水的反应平衡正向移动，增大氯水中次氯酸的浓度，故a正确；
b、四种溶液中，盐中酸根离子水解程度越大，则水的电离程度越大，碱性越强，水解程度越大，即水的电离程度最大的是Na₂CO₃，故b错误；
c、常温下，相同物质的量浓度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，酸性顺序是：H₂SO₃＞H₂CO₃＞HClO，pH最大的是HClO，故c错误；
d、NaHSO₃溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故d错误；
e、在NaHCO₃溶液中，根据电荷守恒可得：C（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）①
根据物料守恒可得：C（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）②
将①②联立可得：c（H⁺）+c（H₂CO₃）=c（OH^-）+c（CO₃^2-），故e正确．
故答案为：bcd．

点评：本题考查学生电解池的工作原理以及溶液中的电离平衡和水解平衡的应用知识，属于综合知识的考查，综合性强，难度大．