Question

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示：
（1）电极a是电源的

 

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（2）溶液A的溶质是（填化学式）

 

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（3）电解饱和食盐水的离子方程式是

 

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（4）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用

 

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（5）电解所用的盐水需精制，去除盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺和SO₄^2-，提供的试剂有①Na₂CO₃溶液 ②BaCl₂溶液③NaOH溶液 ④HCl，加入试剂的顺序是

 

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Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）依据装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，和电源正极相连；
（2）依据装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，a为正极，b为负极，连接电极为阴极，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，溶液A为氢氧化钠溶液；
（3）电解饱和食盐水，依据电极反应判断生成产物，书写离子方程式；
（4）根据阳极产物和平衡移动原理分析；
（5）根据除去钙离子用碳酸根离子进行沉淀，除去镁离子用氢氧根离子进行沉淀，除去硫酸根离子用钡离子沉淀，过量的钡离子需要用碳酸根离子除去，加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析．

解答： 解：（1）装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，和电源正极相连，生成的氢气的电极为阴极，与电源负极相连，故答案为：正极；
（2）装置图中氯气和氢气生成的位置判断，生成氯气的电极为阳极，a为正极，b为负极，连接电极为阴极，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，溶液A为氢氧化钠溶液，故答案为：NaOH；
（3）电解饱和食盐水，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠，反应的离子方程式：2Cl^-+2H₂O

通电  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（4）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO向左移动，减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，
故答案为：Cl₂与水的反应为Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（5）先加入足量的③NaOH，除去镁离子，将 HCO₃^-转化成碳酸根；然后加入过量②BaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入过量①Na₂CO₃ 除去Ca²⁺；过滤后，滤液中加入过量的④盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，③②可以互换，故合理顺序是：③②①④或②③①④，
故答案为：②③①④或③②①④．

点评：本题考查了电解池原理的分析应用，主要是电极反应，电极判断，离子除杂实验设计方案分析判断是关键，题目难度中等．