题目内容

工业上通过电解饱和氯化钠溶液的方法获得氢氧化钠和氯气,图为某实验小组自制的电解饱和食盐水的简易装置,
(1)写出电解饱和氯化钠溶液时,总离子反应方程式:
2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-

(2)下列有关说法正确的是
A.电解一段时间后,往蛋壳内溶液中滴加几滴
紫色石蕊试液,先变红后又褪色
B.蛋壳表面缠绕铁丝发生氧化反应
C.为增强导电性,可将石墨棒换成铜电极
D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
(3)电解200mL 0.5mol/L的NaCl溶液,在标准状况下,阴极收集到2.24L气体时,
阳极产生的气体为
1.68
1.68
L,常温下,若将电解后的溶液稀释至1L,则溶液的pH约为
13
13
;若将阳极生成的气体通入电解后的溶液中,反应的离子方程式为
Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
,充分反应后,则所得溶液中阴离子的浓度由大到小依次是
C(Cl-)>C(ClO-)>C(OH-
C(Cl-)>C(ClO-)>C(OH-

(4)若将电解后阳极所产生的气体全部通入1mol/L 500mL Na2SO3的溶液中,使之充分反应(假设溶液的体积变化忽略不计),则所得溶液中SO42-的物质的量浓度最多为
0.2
0.2
 mol/L.
分析:(1)电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;
(2)A.电解时,阴极附近生成氢氧化钠,阳极上生成氯气,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸有漂白性;
B.铁丝作阴极,阴极上发生还原反应;
C.当铜棒作阳极,阳极上铜失电子发生氧化反应;
D.鸡蛋壳有隔离作用;
(3)根据电解方程式计算阳极上产物的体积,根据氢气和氢氧根离子之间的关系式计算溶液中氢氧根离子浓度,氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯化钠是强酸强碱盐,次氯酸钠是弱酸弱碱盐,所以其溶液呈碱性;
(4)根据转移电子守恒计算.
解答:解:(1)电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-
故答案为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-
(2)A.电解时,阳极上生成氯气,阴极上析出氢气,氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸有漂白性,所以往蛋壳内溶液中滴加几滴紫色石蕊试液,先变红后又褪色,故正确;
B.蛋壳表面缠绕铁丝作阴极,阴极上得电子发生还原反应,故错误;
C.将石墨棒换成铜电极,阳极上铜失电子生成铜离子,所以阳极上得不到氯气,故错误;
D.氯气在石墨棒上生成,氢气在铁丝上生成,所以蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触,故正确;
故选AD;
(3)电解200mL 0.5mol/L的NaCl溶液,在标准状况下,阴极收集到2.24L气体时,转移电子的物质的量=
2.24
22.4
mol×2=0.2mol
,氯离子完全放电时,转移电子的物质的量=0.5mol/L×0.2L=0.1mol,还有0.1mol电子是氢氧根离子失去的电子,所以生成氧气的体积=
0.2mol-0.1mol
4
×22.4L/mol
=0.56L,生成氯气的体积=
0.1mol
2
×22.4L/mol
=1.12L,所以阳极上生成气体体积为(0.56+1.12)L=1.68L;
2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-知,在标准状况下,阴极收集到2.24L气体时,生成氢氧化钠的物质的量为
2.24
22.4
mol×
1
2
×2
=0.1mol,则氢氧化钠的物质的量浓度=
0.1mol
1L
=0.1mol/L,则溶液的pH=13,
阳极上生成氯气,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O,
氯化钠是强酸强碱盐不水解,次氯酸钠是强碱弱酸盐,易水解,所以溶液中离子浓度大小是 C(Cl-)>C (ClO-)>C( OH-),
故答案为:1.68,13,Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O,C(Cl-)>C (ClO-)>C( OH-);
(4)氯气和氧气具有强氧化性,能和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸钠,在标准状况下,阴极收集到2.24L气体时转移电子的物质的量=0.2mol,当有0.2mol电子转移时,生成硫酸根离子的物质的量=
0.2mol
2
=0.1mol,则硫酸根离子的浓度=
0.1mol
0.5L
=0.2
mol/L,
故答案为:0.2.
点评:本题考查了电解池原理,难点是(3)题中阳极上不仅有氯离子放电,还有氢氧根离子放电,很多学生往往漏掉氢氧根离子放电而出现错误,为易错点.
练习册系列答案
相关题目
(2013?兰州一模)运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义.
(1)下列关于氯水的叙述正确的是
aef
aef
(填写序号).
a.氯水中存在两种电离平衡
b.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
c.向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)减小
d.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
e.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
f.向氯水中加少量固体NaOH,可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-
(2)氯气在工业上有着极其广泛的用途.工业上通过氯碱工业生产氯气,其反应的离子方程式为
2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+Cl2↑+H2
2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+Cl2↑+H2
.用惰性电极电解100mL饱和食盐水,当阴极产生标准状况下11.2mL气体,忽略溶液体积的变化时,所得溶液的pH=
12
12

(3)常温下,已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 HClO H2CO3
电离平衡常数 K=4.7×10-8 K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
写出84消毒液(主要成分为NaClO)露置在空气中发生反应的有关化学方程式
NaClO+CO2+H2O═HClO+NaHCO3;2HClO
 光照 
.
 
2HCl+O2
NaClO+CO2+H2O═HClO+NaHCO3;2HClO
 光照 
.
 
2HCl+O2
.若将84消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用可能会导致中毒,请用离子方程式解释有关原因
ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O
ClO-+Cl-+2H+═Cl2↑+H2O

(4)服用含碘化钾的碘药片可抗核辐射.将碘药片剥去糖衣皮研碎后置于试管中制得无色水溶液,并加入几滴淀粉试液,然后向试管中逐滴加入氯水,观察到溶液由无色变为蓝色,若继续滴加氯水后蓝色溶液又褪为无色.写出化学反应方程式:
5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl
5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl
海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程.
精英家教网
回答下列有关问题.
(1)下列有关说法正确的是
 

A.目前国际上主要使用蒸馏法的“海水淡化”技术,得高纯度淡水
B.用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
C.在第③、④、⑤步骤中,溴元素均被氧化
D.工业上通过电解饱和NaCl溶液制取金属钠
(2)写出第③步骤的化学反应方程式
 

(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业”. 氯气的工业制取装置如图1,回答:
①若饱和食盐水中含有酚酞,通电后
 
(填a或b)侧先变红.
②电解反应的化学方程式为
 

③氯气制成氯水,用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象是
 

精英家教网
(4)工业上以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱.有关反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O═NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图3所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).试回答下列有关问题:
精英家教网
Ⅰ、乙装置中的试剂是
 
,其作用是
 

Ⅱ、丁装置中稀硫酸的作用是
 

Ⅲ、实验结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是
 
(填分离操作的名称),该操作所需要的玻璃仪器有
 

②碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为
 

③请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:
 

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)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               

(2)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下图所示,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);乙中右室的电极反应式为:   _      ,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甲中的离子交换膜为        (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

(3)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0.1 mol/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(SO32-)>c(OH-

 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网