Question

某氯碱厂采用离子膜法电解饱和食盐水生产烧碱，其原理示意图如下．请结合示意图回答以下问题：

①写出电解饱和食盐水的化学方程式

 

．
②使用离子交换膜把电解槽分隔 成阴极室和阳极室的目的是

 

．
③该电解过程中可循环使用的物质是

 

（填“淡盐水”或“NaOH”）
④精制前的食盐水中含有较多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，需要加入试剂使杂质离子沉淀后，再通过

 

操作除去．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：阳离子交换膜法电极饱和食盐水，依据钠离子移动方向可知出氯气的为阳极，出氢气的为阴极，结合电解原理判断两极的产物，出氯气为阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，出氢气的为阴极，溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气；
①出氯气的为阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；出氢气的为阴极，溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑；据此写出反应化学方程式；
②使用阳离子交换膜，生成的氯气在阳极，生产的氢氧化钠在阴极，可避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量；
③依据装置图分析循环使用是参与反应，反应过程又生成的物质；
④精制食盐除杂，加入试剂沉淀后过滤除去；

解答： 解：①出氯气的电极为阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；出氢气的电极为阴极，溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑；电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②使用离子交换膜把电解槽分隔成阴极室和阳极室的目的是使在阳极产生的氯气和在阴极产生的氢氧化钠，混合在一起反应生成NaClO而影响烧碱的质量；
故答案为：生成的氯气在阳极，生产的氢氧化钠在阴极，可避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量
③分析装置图可知，该电解过程中可循环使用的物质是淡盐水，NaOH是产物；
故答案为：淡盐水；
④精制前的食盐水中含有较多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，需要加入试剂使杂质离子沉淀后，再通过过滤操作除去；
故答案为：过滤．

点评：本题考查了电解原理的应用，电极判断和电极反应产物判断是解题关键，题目难度中等．