Question

10．工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．下图为离子交换膜法电解原理示意图：请回答下列问题：
（1）溶液A的溶质是NaOH，电解饱和食盐
水的离子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．
（2）电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室，它只
允许Na⁺（填离子符号，下同）通过，而不允许Cl^-、OH^-和气体通过．
（3）电解法制碱的主要原料饱和食盐水是由粗盐制得，其中含有泥沙及Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质，因此必须精制．精制时所用试剂为①NaOH ②Na₂CO₃ ③BaCl₂ ④盐酸，这四种试剂的添加顺序为③②①④（填序号）．
（4）若将标准状况下6.72L阳极气体通入热的氢氧化钠溶液中，反应中只有一种元素的化合价发生改变，电子转移数是0.5×6.02×10²³，产物中得到了两种含氯化合物，写出该反应的离子方程式：3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气同时溶液中生成NaOH；
（2）阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子不能通过；
（3）粗盐提纯时加试剂的原则是：碳酸钠一定加在氯化钡之后，盐酸加在最后；
（4）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水．

解答 解：（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气同时溶液中生成NaOH，其电解离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；在阴极上溶液中生成NaOH，所以A的溶质为NaOH；
故答案为：NaOH；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（2）阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过，而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过，
故答案为：Na⁺；Cl^-、OH^-；
（3）粗盐提纯时加试剂的原则是：氢氧化钠除去镁离子和三价铁离子，碳酸钠一定加在氯化钡之后，这样碳酸钠既可以除去钙离子又可以除去多余的钡离子，盐酸加在最后来除去多余的碳酸根离子和氢氧根离子，
故答案为：③②①④；
（4）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，方程式为：3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；
故答案为：3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．

点评 本题考查了电解原理的应用、离子方程式的书写，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力，注意把握电解池中阴阳极上离子的放电顺序以及发生的反应．