Question

现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H₂、Cl₂、NaOH。请回答下列问题：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为_______________。

（2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中Ca²⁺、Mg²⁺、SO等杂质离子，使用的试剂有：a.Na₂CO₃溶液，b.Ba（OH）₂溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为____________（填试剂序号）。

（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min 在阴极可产生11.2 L（标准状况）Cl₂，这时溶液的pH是（设体积维持不变）____________。

（4）Cl₂常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO₂，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl^-，消毒等量的自来水，所需Cl₂和ClO₂的物质的量之比为____________。

Answer 1

解析：（1）电解时，与电源正极相连的电极为阳极，溶液中的氯离子失去电子发生氧化反应。

（2）为使杂质离子SO全部除尽，需加入稍过量的Ba（OH）₂溶液，而除去Ba²⁺，则需要加入稍过量的Na₂CO₃溶液，过滤后再加入盐酸除去CO并调节溶液的pH。

（3）由

可知，n（NaOH）=2n（H₂）=2×=1 mol，c（OH^－）=0.1 mol·L^－1，

故溶液的pH=13。

（4）Cl₂2Cl^－，ClO₂Cl^－，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为5∶2。

答案：（1）2Cl^－－2e^－====Cl₂↑

（2）b、a、c  （3）13

（4）5∶2