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氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠,我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。
(1)写出电解饱和氯化钠溶液时的电极反应和总的离子反应方程式:
阳极: ;
阴极: ;
总反应式: 。
(2)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极,其原因是 。阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是 。
(3)为使电解氯化钠的速度加快,下列措施可行的是 。
(4)如果将某离子交换膜电解槽①电解时的电压增大到原来的2倍 ②电解时的电流增大到原来的2倍 ③电解时的温度从30 ℃提高到60 ℃,则电解速率一定会达到原来的2倍的是 ,解释其原因: 。
(1)写出电解饱和氯化钠溶液时的电极反应和总的离子反应方程式:
阳极: ;
阴极: ;
总反应式: 。
(2)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极,其原因是 。阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是 。
(3)为使电解氯化钠的速度加快,下列措施可行的是 。
A.增大阴极碳钢网面积 |
B.提高饱和氯化钠溶液的温度 |
C.加大阴极与阳极间的距离 |
D.提高电解时的电源电压 |
(1)2Cl--2e-Cl2↑ 2H++2e-H2↑
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)阳极产生的Cl2不易腐蚀金属钛既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量
(3)ABD
(4)反应速率 当电解时的电压增大到原来的2倍时,电解池的电阻可能会发生变化,电流不一定为原来的2倍;当电解时的温度从30 ℃提高到60 ℃时,电解池的内阻会有所降低,但并不一定恰好降低为原来的一半;当电解时的电流增大到原来的2倍时,单位时间内流过电路的电荷量恰好为原来的2倍,发生反应的物质的物质的量也恰好为原来的2倍,即反应速率为原来的2倍
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)阳极产生的Cl2不易腐蚀金属钛既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量
(3)ABD
(4)反应速率 当电解时的电压增大到原来的2倍时,电解池的电阻可能会发生变化,电流不一定为原来的2倍;当电解时的温度从30 ℃提高到60 ℃时,电解池的内阻会有所降低,但并不一定恰好降低为原来的一半;当电解时的电流增大到原来的2倍时,单位时间内流过电路的电荷量恰好为原来的2倍,发生反应的物质的物质的量也恰好为原来的2倍,即反应速率为原来的2倍
电解氯化钠的速率与单位时间的电荷量、离子迁移的速率有关。
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