摘要:3.氯碱工业 工业上用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱.氯气和氢气.并以它们为原料进一步生产一系列化工产品,称氯碱工业. (1) 离子交换膜法电解池的组成: 以石墨为阳极.以钢棒为阴极,精制的饱和食盐水为电解质溶液.用阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室. (2) 电解饱和食盐水的反应机理: 电极反应式:阴极 ,阳极 总反应式: 阳极 阴极产物 在上述反应中.由于H+在阴极上得到电子而生成H2.破坏了附近的水的电离平衡.促进了水的电离.结果阴极区溶液中OH-浓度增大而呈碱性. (3) 电解用饱和食盐水的精制 基本步骤: (4) 阳离子交换膜的作用 将电解槽隔成阴极室和阳极室.它只允许阳离子(Na+)通过.而且阻止阴离子(Cl-.OH-)和气体通过.这样既可以防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸.又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量. [例3] 下列关于铜电极的叙述正确的是 A.铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应 B.电解饱和食盐水制烧碱时.用铜作阳极 C.电解法精炼铜时.粗铜连接电源的正极 D.电镀铜和精炼铜时.均用纯铜作阴极 [解析] 铜锌原电池中铜电极为正极.发生还原反应,电解饱和食盐水制时.阳极为石墨,电解法精炼铜时.粗铜作阳极被氧化.纯铜作阴极.故C正确,电镀铜时.铜作阳极被氧化而进入溶液中. [答案]C [规律总结] 电解精炼镍的化学原理类似电解精炼铜.要熟悉电解精炼铜的有关知识.

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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)若采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH充分接触,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               

(2)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下图所示,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);乙中右室的电极反应式为:   _      ,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甲中的离子交换膜为        (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

(3)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0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表:

溶质

Na2CO3

NaHCO3

NaClO

NaHSO3

pH

11.6

9.7

10.3

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(SO32-)>c(OH-

 

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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)若采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH充分接触,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               
(2)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下图所示,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);乙中右室的电极反应式为:  _     ,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甲中的离子交换膜为       (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(3)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0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表:

溶质
Na2CO3
NaHCO3
NaClO
NaHSO3
pH
11.6
9.7
10.3
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(SO32-)>c(OH-

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