Question

20．电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现．
（1）工业上常以石墨做电极，电解NaCl水溶液时，阴极区产物有NaOH，H₂，其溶液可用于吸收工业尾气中的SO₂，写出反应的化学方程式2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃．
（2）电解NaCl水溶液时，用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用平衡移动原理解释盐酸的作用Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，破坏了氯气在水中的溶解平衡，有利于氯气的逸出．
离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系．由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上发生电镀，有铝产生．
（3）铝原子的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p¹，其中有5种不同能级的电子．
（4）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当所得还原产物为6g时，转移电子的物质的量为6mol．
（5）用铝粉和Fe₂O₃做铝热反应实验，需要的试剂还有ab（填编号）．
a．KClO₃        b．Mg        c．MnO₂        d．KCl
取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H₂SO₄，滴加KSCN溶液无明显现象，不能说明固体混合物中无Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用离子方程式说明）．

Answer 1

分析 （1）用石墨作电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电、阴极上水得电子发生还原反应，同时阴极附近还生成NaOH；二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，二氧化硫过量时生成亚硫酸氢钠；
（2）氯气与水反应：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，氢离子浓度抑制氯气和水反应；
（3）Al原子核外有13个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；有5种能级；
（4）2Al+2NaOH+6H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，还原产物为氢气，根据氢气和转移电子之间的关系式计算；
（5）用铝粉和Fe₂O₃做铝热反应实验，还需要引燃剂；
氧化铁和酸反应生成铁离子，铁离子能和Fe反应生成亚铁离子．

解答 解：（1）用石墨作电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电、阴极上水得电子发生还原反应，同时阴极附近还生成NaOH，所以阴极产物有NaOH，H₂；二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，二氧化硫过量时生成亚硫酸氢钠，反应方程式为2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃，
故答案为：NaOH，H₂；2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃；
（2）氯气与水反应：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，破坏了氯气在水中的溶解平衡，有利于氯气的逸出，
故答案为：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，破坏了氯气在水中的溶解平衡，有利于氯气的逸出；
（3）Al原子核外有13个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p¹；有5种能级，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；5；
（4）2Al+2NaOH+6H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，还原产物为氢气，根据氢气和转移电子之间的关系式得转移电子物质的量=3mol×2=6mol，故答案为：6；
（5）用铝粉和Fe₂O₃做铝热反应实验，还需要引燃剂氯酸钾和Mg；
氧化铁和酸反应生成铁离子，铁离子能和Fe反应生成亚铁离子，涉及的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：ab；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

点评 本题考查电解原理、氧化还原反应、化学平衡移动等知识点，为高频考点，明确反应原理、物质性质、原子结构等知识点是解本题关键，题目难度不大．