题目内容
2．
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．如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2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑．
（2）离子交换膜的作用为：防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使产品不纯、防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故．
（3）精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中d位置流出．（选填“a”、“b”、“c”或“d”）
（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质．写出该反应的化学方程式2KClO3+H2C2O4+2H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O．
分析 （1）电解精制饱和食盐水生成氯气、氢气、烧碱；
（2）阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过；
（3）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；H2、NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为d，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入；
（4）KClO3和草酸（H2C2O4）在酸性条件下反应生成ClO2、CO2和KHSO4，发生氧化还原反应，结合质量守恒可书写化学方程式；
解答 解：（1）电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑，
故答案为：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+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；
（4）KClO3和草酸（H2C2O4）在酸性条件下反应生成ClO2、CO2和KHSO4，反应的方程式为：2KClO3+H2C2O4+2H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O，
故答案为：2KClO3+H2C2O4+2H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O．
点评 本题考查了电解原理的分析，电极分析判断方法，化学方程式书写，阴阳离子交换膜的作用，题目综合性强，但难度中等．
| 元素 | 相关信息 |
| X | X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等 |
| Y | M层上有2对成对电子 |
| Z | Z和Y同周期，Z的电负性大于Y |
| W | W的一种核素的质量数为63，中子数为34 |
| J | J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐 |
（2）元素Y位于元素周期表第三周期第VIA族；
（3）元素Z的原子最外层共有17种不同运动状态的电子；
（4）W的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，W的基态原子核外价电子排布图是
；（5）元素Y与元素Z相比，非金属性较强的是Cl（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是cdf；
a．常温下，Y的单质与Z的单质状态不同
b．等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同
c．Z的电负性大于Y
d．Z的氢化物比Y的氢化物稳定
e．在反应中，Y原子得电子数比Z原子得电子数多
f．Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
（6）Y、Z两元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为HClO4＞H2SO4（用化学式表示）；比较下列物质的酸性强弱HZO＜HZO3＜HZO4．
| A． | 保持温度和容器体积不变，充入 1 mol SO3（g） | |
| B． | 保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol SO3（g） | |
| C． | 保持温度和容器内压强不变，充入 1 mol O2（g） | |
| D． | 保持温度和容器内压强不变，充入 l mol Ar（g） |
| 实验序号 | 金属 质量/g | 金属状态 | C（H2SO4） /mol•L-1 | V（H2SO4） /mL | 溶液温度/℃ | 金属消失的时间/s | |
| 反应前 | 反应后 | ||||||
| 1 | 0.10 | 丝 | 0.5 | 50 | 20 | 34 | 500 |
| 2 | 0.10 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 35 | 50 |
| 3 | 0.10 | 丝 | 0.7 | 50 | 20 | 36 | 数据模糊A |
| 4 | 0.10 | 丝 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 200 |
| 5 | 0.10 | 粉末 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 数据模糊B |
| 6 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 20 | 35 | 数据模糊C |
| 7 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 数据模糊D | 50 | 50 |
| 8 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 20 | 34 | 100 |
| 9 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 30 | 未测数据 | 40 |
（1）实验4和5表明，固体反应物的表面积对反应速率有影响，接触面积越大反应速率越快，能表明同一规律的实验还有1和2（填实验序号）；
（2）本实验中影响反应速率的其他因素还有温度和硫酸的浓度．
（3）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值相近约为15℃，推测未测数据可能为45℃，分析△t相近的原因金属的质量和硫酸的用量均相等，且与硫酸反应完全，能量的变化相同．
（4）经仔细辨认，数据模糊为25、35、125、250，则数据模糊A、B、C分别为250、25、125．
| A． | 标准状况下，11.2 L Cl2通入含0.5molFeBr2的溶液中转移电子数为1.5NA | |
| B． | 1molC8H18分子中含有的共用电子对数为26NA | |
| C． | 足量的Zn与浓硫酸共热可生成标准状况下的气体2.24 L，则参加反应的硫酸为0.4 NA | |
| D． | 常温常压下，5.6g环丙烷和聚乙烯的混合物中含有的碳原子数为0.4NA |