Question

18．氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖所示．
（1）電極b是電源的負極；
（2）溶液A的溶質是（填化學式）NaOH；
（3）電解飽和食鹽水的化學方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH．
（4）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3．用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用：Cl₂與水的反應為Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出．
（5）使Cl₂和H₂O（g）通過灼熱的炭層，生成HCl和CO₂，當有1mol Cl₂參與反應時釋放出145kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程：2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290.0 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置圖中氯氣和氫氣生成的位置判斷，生成氯氣的電極為陽極，和電源正極相連，生成氫氣的電極為陰極，和電源的負極相連；
（2）依據(jù)裝置圖中氯氣和氫氣生成的位置判斷，生成氯氣的電極為陽極，a為正極，b為負極，連接電極為陰極，溶液中氫離子在陰極得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，溶液A為氫氧化鈉溶液；
（3）電解飽和食鹽水，依據(jù)電極反應判斷生成產(chǎn)物，書寫離子方程式；
（4）根據(jù)陽極產(chǎn)物和平衡移動原理分析；
（5）根據(jù)熱化學方程式的含義和書寫方法來回答．

解答 解：（1）裝置圖中氯氣和氫氣生成的位置判斷，生成氫氣的電極為陰極，和電源負極相連，所以電極b是電源的負極，
故答案為：負極；
（2）裝置圖中氯氣和氫氣生成的位置判斷，生成氯氣的電極為陽極，a為正極，b為負極，連接電極為陰極，溶液中氫離子在陰極得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，溶液A為氫氧化鈉溶液，
故答案為：NaOH；
（3）電解飽和食鹽水，溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大生成氫氧化鈉，反應的化學方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（4）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3的作用是促使化學平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO向左移動，減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，
故答案為：Cl₂與水的反應為Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（5）1molCl₂參與反應時釋放出145KJ熱量，則反應2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）會放出290KJ的能量，即2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290.0 kJ•mol^-1，
故答案為：2Cl₂（g）+2H₂O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO₂（g）△H=-290.0 kJ•mol^-1．

點評 本題考查了電解池原理的分析應用，主要是電極反應，電極判斷，熱化學方程式的書寫，題目難度中等．