Question

氯碱工业必须解决的问题是如何隔开氯气与氢气和NaOH溶液并保证电解反应正常进行．水银法也是氯碱工业常采用的一种方法，其电解食盐水原理示意图如图所示．在电解槽中，以汞为阴极，金属钛为阳极．已知Na⁺在汞阴极上放电并析出金属钠，钠与汞生成钠汞齐合金并进入解汞槽．请回答下列问题：

（1）气体A是

 

，产生气体B的电极反应是

 

．
（2）溶液C的溶质是

 

，解汞槽中发生反应的化学方程式是

 

．
（3）该方法中能循环使用的物质是

 

．（只需写出一种）
（4）氯碱生产常用方法比较见下表：

项目	隔膜法	离子膜法	水银法
氢氧化钠的质量分数为50%的烧碱溶液中氯化钠的含量/%	1.0-1.2	＜0.005	0.005
电解液中NaOH的质量分数/%	10-11	32-33	45-50
总耗能/（kW?h）?t-1（不包含蒸发能耗）	3260	2645	3205

结合表中数据回答，与离子膜法相比，水银法的优点是

 

；水银法也有明显的不足，从生产中所用材料来看主要是

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）在电解池的阴极上是阳离子发生得电子的还原反应，在阳极上是阴离子发生失电子的氧化反应，根据电解池的工作原理来回答判断；
（2）金属钠可以和水之间发生反应生成氢氧化钠；
（3）根据电解槽的工作原理来判断可以循环利用的物质；
（4）比较各组数据结合实际获得烧碱的原理来回答即可．

解答： 解：（1）在电解池的阴极上是阳离子氢离子发生得电子的还原反应，产生氢气，在阳极上是阴离子氯离子发生失电子的氧化反应，产生氯气，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：氢气；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）根据题意，Na⁺在汞阴极上放电并析出金属钠，且金属钠可以和水之间发生反应生成氢氧化钠溶液和氢气，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，所以溶液C的溶质是氢氧化钠，故答案为：氢氧化钠；2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（3）根据电解槽的工作原理，在反应过程中，可以看出淡盐水是产物，饱和食盐水需要不断补充，可以知道氯化钠是可以循环使用的物质，此外，作电极材料的Hg也是可以循环使用的，故答案为：Hg（或是NaCl）；
（4）比较表中的各组数据可以看出，与离子膜法相比，水银法获得的烧碱纯度高，且质量好，但是水银法使用的材料汞有毒，容易造成环境污染，故答案为：
烧碱纯度高，质量好；汞容易造成环境污染．

点评：本题考查学生电解池的工作原理知识，结合实际化工生产过程来考查，增加了难度．