Question

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业．
（1）写出NaCl的电子式

 

．
（2）若采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl₂会与NaOH反应，导致产物仅是NaClO和H₂．无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为

 

．
（3）氯碱工业耗能高，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．

①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的

 

（填写“左”或“右”）池注入．
②图中X是

 

（填化学式）；图示中氢氧化钠溶液质量分数a%与b%的关系是

 

（填字母）．
A．a%=b%             B．a%＞b%             C．a%＜b%
③上述设计的主要优点有（写出一个方面）

 

．
（4）氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐．已知常温下，浓度均为0.1mol/L的4种钠盐溶液pH如下表：

溶质	Na2CO3	NaClO	NaHCO3	NaHSO3
pH	11.6	10.3	9.7	5.2

下列说法中，不正确的是

 

（填字母）．
a．向氯水中加入NaHCO₃，可以增大氯水中次氯酸的浓度
b．四种溶液中，水的电离程度最大的是NaClO
c．常温下，相同物质的量浓度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，pH最大的是H₂SO₃
d．NaHSO₃溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）
e．NaHCO₃溶液中c（H⁺）+c（H₂CO₃）=c（OH^-）+c（CO₃^2-）

Answer 1

考点：氯碱工业,电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）NaCl为离子化合物，书写氯离子时注意用中括号；
（2）根据反应物和生成物写出反应方程式；
（3）①根据物质的转化情况，电解池的左池是可以得到氢氧化钠来判断饱和NaCl溶液的进入情况；
②在燃料电池中，所以通入空气的极是正极，氧气发生得电子的还原反应，通入燃料的极是负极，氢氧燃料电池最后产生的是水，能将电解质稀释，据此回答判断；
③从物质的循环利用角度来分析；
（4）a、根据氯气和水的反应平衡移动的影响因素来回答；
b、盐的水解都对水的电离起到促进作用，水解规律：越弱越水解；
c、酸的酸性越强，则pH越小，酸的电离平衡常数可以反映酸的强弱；
d、根据亚硫酸氢钠溶液显示酸性，则阴离子的电离程度大于其水解程度，据此回答判断；
e、通过对碳酸氢钠溶液进行电荷守恒和物料守恒列式即得．

解答： 解：（1）NaCl为离子化合物，有钠离子与氯离子构成，电子式为：，故答案为：；
（2）若氯气和氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，则发生的反应为 NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑，故答案为：NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑；
（3）①根据物质的转化情况，电解池的左池是电解食盐水得到的氢氧化钠，所以经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的左池进入，故答案为：左；
②在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，通入燃料的极是负极，即产生Y的极是阴极，所产生的是氢气，在X处产生的是氯气，氢氧燃料电池最后产生的是水，所以a%小于b%，故答案为：Cl₂；C；
③上述方案的优点之一是实现了实现了氢气的循环利用，故答案为：实现了氢气的循环利用；
（4）a、向氯水中加入NaHCO₃，可以和盐酸之间反应，促使氯气和水的反应平衡正向移动，增大氯水中次氯酸的浓度，故a正确；
b、四种溶液中，盐中酸根离子水解程度越大，则水的电离程度越大，碱性越强，水解程度越大，即水的电离程度最大的是Na₂CO₃，故b错误；
c、常温下，相同物质的量浓度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，酸性顺序是：H₂SO₃＞H₂CO₃＞HClO，pH最大的是HClO，故c错误；
d、NaHSO₃溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故d错误；
e、在NaHCO₃溶液中，根据电荷守恒可得：C（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）①
根据物料守恒可得：C（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）②
将①②联立可得：c（H⁺）+c（H₂CO₃）=c（OH^-）+c（CO₃^2-），故e正确．
故选bcd．

点评：本题考查学生氯碱工业的有关知识，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．