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现在工业上主要采用离子交换膜法(图1)电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl2.阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.请回答下列问题:(1)电
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现在工业上主要采用离子交换膜法(图1)电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl2.阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.
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请回答下列问题:
(1)电解之前,食盐水需要精制,目的是除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-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)___.
(2)在电解过程中,对水的电离是___的(填“促进”或“抑制”或“没有影响”);与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为___.
(3)如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中,1min后在阴极可产生11.2L(标准状况)H2,这时溶液的pH值是___(填“升高”、“降低”或“不变”),溶液中c(OH-)为(设体积保持不变)___.
(4)若没有阳离子交换膜的存在,改用图2电解发生器(b为电源正极,用石墨作电极),可制备家用环保型消毒液(NaClO溶液).则此实验时电解饱和食盐水的总化学方程式是___.
(5)室温条件下,该消毒液(NaClO)溶液的pH>7,原因是___(用离子方程式表示).
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请回答下列问题:
(1)电解之前,食盐水需要精制,目的是除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-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)___.
(2)在电解过程中,对水的电离是___的(填“促进”或“抑制”或“没有影响”);与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为___.
(3)如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中,1min后在阴极可产生11.2L(标准状况)H2,这时溶液的pH值是___(填“升高”、“降低”或“不变”),溶液中c(OH-)为(设体积保持不变)___.
(4)若没有阳离子交换膜的存在,改用图2电解发生器(b为电源正极,用石墨作电极),可制备家用环保型消毒液(NaClO溶液).则此实验时电解饱和食盐水的总化学方程式是___.
(5)室温条件下,该消毒液(NaClO)溶液的pH>7,原因是___(用离子方程式表示).
▼优质解答
答案和解析
(1)要先除硫酸根离子,然后再除钙离子,Na2CO3可以除去过量的钡离子,否则过量的钡离子不能完全除尽,至于加NaOH除去镁离子顺序不受限制,可放在加入BaCl2之前或之后,因为过量的NaOH加HCl就可以调节了,只要将三种离子完全除去,过滤即可,最后加HCl除去过量的氢氧根离子碳酸根离子,故答案为:bac;(2)电解NaCl溶液时,水电离出来的氢离子在阴极反应,促进了水的电离,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为 2Cl--2e-→Cl2↑,
故答案为:促进; 2Cl--2e-→Cl2↑;
(3)阴极电极反应式为 2H++2e-→H2↑,生成11.2L氢气即0.5mol氢气,消耗1mol氢离子,溶液中生成1mol氢氧根离子,所以pH升高,c(OH-)=
=0.1mol/L,
故答案为:升高;0.1mol/L;
(4)若采用无隔膜电解食盐水,Cl2和NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,则阳极上氯离子放电生成次氯酸钠、阴极上氢离子放电,电池反应式为NaCl+H2O
NaClO+H2↑,故答案为:NaCl+H2O
NaClO+H2↑;
(5)NaClO是弱酸强碱盐,其水解导致溶液显碱性,水解方程式为ClO-+H2O⇌HClO+OH-,故答案为:ClO-+H2O⇌HClO+OH-.
故答案为:促进; 2Cl--2e-→Cl2↑;
(3)阴极电极反应式为 2H++2e-→H2↑,生成11.2L氢气即0.5mol氢气,消耗1mol氢离子,溶液中生成1mol氢氧根离子,所以pH升高,c(OH-)=
1mol |
10L |
故答案为:升高;0.1mol/L;
(4)若采用无隔膜电解食盐水,Cl2和NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,则阳极上氯离子放电生成次氯酸钠、阴极上氢离子放电,电池反应式为NaCl+H2O
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(5)NaClO是弱酸强碱盐,其水解导致溶液显碱性,水解方程式为ClO-+H2O⇌HClO+OH-,故答案为:ClO-+H2O⇌HClO+OH-.
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