Question

【题目】（1）氯碱工业是以惰性电极电解饱和食盐水，制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空:

①写出电解饱和食盐水的离子方程式_________。

②离子交换膜的作用为:__________、__________。

③氢氧化钠溶液从图中_____位置流出。(选填a、b、c或d)

（2）已知在强碱性环境中，Fe(OH)3可与KClO溶液作用而生成FeO42-。

①此反应的离子方程式是_________。

②高铁电池是一种新型的充电电池，总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,放电时每转移6mol电子，有_____mol K2FeO4被还原，放电时负极附近溶液的pH_________ (填增大”、“减小”或“不变”); 充电时阳极反应式为:_____。

Answer 1

【答案】 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸 d 2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 2 减小 Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O

【解析】（1）①电解饱和食盐水的反应为：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH，对应的离子方程式为：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

②使用阳离子交换膜进行电解，主要是为了解决两个问题：1、电解生成氢气和氯气，两种气体接触可能会发生爆炸；2、随着电解的进行，溶液显碱性，而电解生成的氯气如果和碱接触就会发生反应。因此，答案为：阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。

③阴极上水电离的氢离子得电子转化为氢气，剩余水电离的氢氧根离子，同时阳极的钠离子穿过阳离子交换膜进入阴极，所以在阴极得到大量的氢氧化钠，所以氢氧化钠从d口流出。

（2）①强碱性环境中，Fe(OH)3可与KClO溶液作用而生成FeO42-，同时KClO化合价降低，一定转化为KCl。碱性条件，反应物中应该有氢氧根离子，根据化合价升降相等、电荷守恒和原子个数守恒得到方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。

②高铁电池是一种新型的充电电池，总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，所以负极一定是单质锌失电子，因为总反应得到氢氧化锌，所以负极反应为：Zn－2e- + 2OH- = Zn(OH)2，总反应减去负极反应得到正极反应：FeO42-+4H2O+3e-= Fe(OH)3+5OH-。由上，放电时每转移6mol电子，根据正极反应得到有2mol K2FeO4被还原；根据负极反应，放电时负极消耗氢氧根离子，所以pH减小；将放电的正极反应倒过来就是充电的阳极：Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O。