Question

【题目】用惰性电极电解，阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示：

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为______；

(2)电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是_________(填字母序号)。

a．Na2SO4b．Na2SO3 c．热空气吹出d．降低阳极区液面上方的气压

(3)食盐水中的I-若进入电解槽，可被电解产生的Cl2氧化为ICl，并进一步转化为IO3-，IO3-可继续被氧化为高碘酸根(IO4-)，与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上，影响膜的寿命。

①从原子结构的角度判断ICl中碘元素的化合价应为________。

②NaIO3被氧化为NaIO4的离子方程式为_________；

(4)在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如图所示。已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。

用离子方程式解释10min时不同pH体系吸光度不同的原因：______；

②pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：______；

③研究表明食盐水中I-含量≤0.2mgL-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3含I-浓度为1.47mgL-1的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05molL-1NaClO溶液___L。(已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计)

Answer 1

【答案】2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH bcd +1 Na++IO3-+Cl2+H2O═NaIO4↓+2H++2Cl- ClO-+2H++2I-═I2+Cl-+H2O c(H+)较高，ClO-将I2氧化为高价含碘微粒的速率较快，导致c(I2)快速降低，使得吸光度快速下降 0.01

【解析】

(1)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气；

(2)阳极液中游离氯具有氧化性，可以和还原性物质反应，结合气体的溶解度分析解答；

(3)①碘原子半径大于氯原子半径，得到电子能力不如氯原子强；②IO3-可继续被氧化为高碘酸根(IO4-)，据此书写反应的离子方程式；

(4)①ClO-+2H++2I-═I2 +Cl-+H2O，c(I2)不同，吸光度不同，结合反应速率分析；②结合①的分析解答；③食盐水中I-含量≤0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略，计算出1m3含I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水中需要处理的碘离子的物质的量，再结合反应的方程式分析解答。

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为：2 NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH，故答案为：2 NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH；

(2)a．Na2SO4 和氯气不反应 ，不能脱去阳极液中游离氯，故a错误；b．Na2SO3和氯气反应发生氧化还原反应 ，能脱去阳极液中游离氯，故b正确；c．用热空气吹出氯气，能脱去阳极液中游离氯，故c正确；d．降低阳极区液面上方的气压，有利于氯气逸出，能脱去阳极液中游离氯，故d正确；故答案为：bcd；

(3)①碘元素和氯元素处于同一主族(VIIA)，二者最外层电子数均为7，ICl中共用一对电子，由于碘原子半径大于氯原子，碘原子得电子能力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元素显+1价，故答案为：+1；

②NaIO3被氧化为NaIO4的化学方程式为：NaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HCl，离子方程式为Na++IO3-+Cl2+H2O═NaIO4↓+2H++2Cl-，故答案为：Na++IO3-+Cl2+H2O═NaIO4↓+2H++2Cl-；

(4)①由于吸光度与c(I2)相关，10 min时，ClO-+2H++2I-═I2 +Cl-+H2O，c(H+)越大，反应速率加快，使得pH不同，c(I2)不同，吸光度不同，故答案为：ClO-+2H++2I-═I2 +Cl-+H2O；

②pH=4.0时，c(H+)较高，c(H+)越大，ClO-将I2 氧化为高价含碘微粒的速率越快，导致c(I2)快速降低，使得吸光度快速下降，故答案为：c(H+)较高，ClO-将I2 氧化为高价含碘微粒的速率越快，导致c(I2)快速降低，使得吸光度快速下降；

③食盐水中I-含量≤0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略，因此1m3含I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水中需要处理的碘离子的物质的量为=0.01 mol，根据ClO-+2H++2I-═I2 +Cl-+H2O，可知n(ClO-)=0.005mol，理论上至少需要0.05molL-1 NaClO溶液体积==0.01L，故答案为：0.01。