Question

【题目】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱，以及生产ClO2 和氯的含氧酸盐（NaClO、NaClO3）等系列化工产品。

（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式：________。

（2）①室温下，0.1 mol·L–1 NaClO溶液的pH___ 0.1 mol·L–1 Na2SO3溶液的pH。（填“大于”、“小于”或“等于”）已知：H2SO3的Ka1＝1.54×10–2，Ka2＝1.02×10–7；HClO的Ka＝2.95×10–8

②写出一种可以证明NaHSO3溶液中HSO3–的电离程度大于HSO3–水解程度的方法：____

（3）氯气含量检测仪中，原电池工作原理示意图如图所示，则Cl2在Pt电极放电的电极反应为_____

（4）工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液，通过控制条件，使Fe3+水解产物聚合，形成可溶的多聚体，最终析出红棕色胶状沉淀Fe2O3·nH2O。其中水解形成羟桥配离子的离子方程式为：2Fe3+＋10H2O [Fe(H2O)4 (OH)2 Fe(H2O)4]4+＋2H+ 。欲使上述水解平衡正向移动，可采用的方法有________（填字母）。

A．加水稀释　　 B．加热　 　 C．加入盐酸　　 D．加入NaHCO3

（5）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN– 氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl–。处理含CN–相同量的电镀废水，所需Cl2的质量是ClO2的______ 倍。（保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】2Cl– ＋2H2O2OH–＋H2↑＋Cl2↑ 大于 用pH试纸（或pH计）测定NaHSO3溶液的酸碱性，测得溶液的pH＜7 Cl2 ＋2Ag+＋2e– ＝2AgCl A、B、D 2.63

【解析】

(1)电解精制饱和食盐水生成氯气、氢气、烧碱；

(2)①酸的电离常数越大，酸的酸性越强，其阴离子结合氢离子能力越小，溶液的碱性越小；

②NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，则NaHSO3溶液呈酸性，故只要证明检验溶液呈酸性即可，可用pH试纸、酸碱指示剂完成；

(3)Cl2在Pt电极放电，生成AgCl；

(4)控制条件使平衡正向移动，水解为吸热反应，所以加热平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入盐酸溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，平衡正向移动；

(5)作为消毒剂，还原产物都为-1价氯离子，每摩尔Cl2得到2mol电子，而每摩尔ClO2得到5mol电子，以单位质量的氧化剂所得到的电子数比值计算。

(1)电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；

(2)①H2SO3的Ka1=1.54×10-2，Ka2=1.02×10-7；HClO的Ka=2.95×10-8，H2SO3的无论一级电离、二级电离都大于次氯酸的电离，所以NaClO溶液的水解程度大于亚硫酸钠，即碱性强于亚硫酸钠溶液；

②NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，测定溶液的pH，可以确定溶液酸碱性，用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的酸碱性，测得溶液的pH＜7；

(3)Cl2在Pt电极放电，生成AgCl，电极反应为：Cl2+2Ag++2e-=2AgCl；

(4)控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以加热，平衡正向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入盐酸溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故A、B、D符合条件，故答案为A、B、D；

(5)设质量都是71g，氯气得到的电子数为×2×1=2mol，ClO2得到的电子数为×1×5=mol，则处理含CN-相同量的电镀废水，所需Cl2的质量是ClO2的比为：2.63:1=2.63。