Question

【题目】Ⅰ. 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）精制饱和食盐水从图中________(选填“a”、“b”、“c”或“d”)位置补充，氢氧化钠溶液从图中________位置流出。

Ⅱ.（4）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是NH3H2O．已知：

a．常温下，醋酸和NH3H2O的电离平衡常数均为1.74×10﹣5；

b．CH3COOH+NaHCO3═CH3COONa+CO2↑+H2O．

则CH3COONH4溶液呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”，下同），NH4HCO3溶液呈_____性，NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是_____（填化学式）．

Answer 1

【答案】2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 能得到纯度更高的氢氧化钠溶液 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生反应 a d 中 碱 NH4+

【解析】

Ⅰ. （1）电解精制饱和食盐水生成氯气、氢气、烧碱；

（2）阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过；

（3）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；H2、NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为d，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入；

Ⅱ.（4）相同温度下，电离平衡常数相同的弱电解质，其电离程度相等；根据强酸制取弱酸判断醋酸和碳酸的相对强弱。

Ⅰ.（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-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电极电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，故答案为：防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使产品不纯；防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故；
（3）电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠溶液，NaOH溶液的出口为d；Cl2在阳极，依据装置图分析可知精制饱和食盐水从阳极进入，即进口为a，故答案为：a，d；

Ⅱ.（4）根据题给信息知，相同条件下，醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等，则二者的电离程度相等，醋酸铵中铵根离子和醋酸根离子水解程度相等，所以醋酸铵溶液呈中性；根据b知，醋酸的酸性大于碳酸，则碳酸氢根离子的水解能力大于铵根离子水解能力，则碳酸氢铵溶液呈碱性；碳酸氢根离子水解程度大于铵根离子，所以溶液中离子浓度最大的是NH4+，故答案为：中；碱；NH4+。