Question

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a是電源的

 

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（2）溶液A的溶質(zhì)是（填化學(xué)式）

 

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（3）電解飽和食鹽水的離子方程式是

 

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（4）電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2～3，用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用

 

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（5）電解所用的鹽水需精制，去除鹽水中的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺和SO₄^2-，提供的試劑有①Na₂CO₃溶液 ②BaCl₂溶液③NaOH溶液 ④HCl，加入試劑的順序是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

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(yáng)極，和電源正極相連；
（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(yáng)極，a為正極，b為負(fù)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(yīng)判斷生成產(chǎn)物，書寫離子方程式；
（4）根據(jù)陽(yáng)極產(chǎn)物和平衡移動(dòng)原理分析；
（5）根據(jù)除去鈣離子用碳酸根離子進(jìn)行沉淀，除去鎂離子用氫氧根離子進(jìn)行沉淀，除去硫酸根離子用鋇離子沉淀，過(guò)量的鋇離子需要用碳酸根離子除去，加入鹽酸可以除去過(guò)量的碳酸鈉和氫氧化鈉等進(jìn)行分析．

解答： 解：（1）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(yáng)極，和電源正極相連，生成的氫氣的電極為陰極，與電源負(fù)極相連，故答案為：正極；
（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(yáng)極，a為正極，b為負(fù)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(yáng)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(yīng)的離子方程式：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（4）電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2～3的作用是促使化學(xué)平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO向左移動(dòng)，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(yīng)為Cl₂+H₂O?HCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng)．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（5）先加入足量的③NaOH，除去鎂離子，將 HCO₃^-轉(zhuǎn)化成碳酸根；然后加入過(guò)量②BaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入過(guò)量①Na₂CO₃ 除去Ca²⁺；過(guò)濾后，濾液中加入過(guò)量的④鹽酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氫氧化鈉中的氫氧根，最后加熱除去剩余的氯化氫，③②可以互換，故合理順序是：③②①④或②③①④，
故答案為：②③①④或③②①④．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解池原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，電極判斷，離子除雜實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案分析判斷是關(guān)鍵，題目難度中等．