Question

20．工業(yè)上主要采用電解飽和食鹽水的方法來制取Cl₂、H₂、NaOH．請回答下列問題：
（1）請寫出電解過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）若電解池的容積為10L，電解一段時間后共收集到11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體．請計算此時溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L（假設(shè)電解過程中溶液的體積不變）．
（3）現(xiàn)用MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)在實驗室中制取氯氣，再用銅粉和氯氣制取少量CuCl₂，其實驗流程示意圖如下：

上圖中“→”表示氣流方向．請完成下列填空．
①請寫出A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
②B中選用的試劑是：飽和食鹽水；C中選用的試劑是濃硫酸；
③E中反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂0．

Answer 1

分析 （1）用惰性電極電解飽和食鹽水時，陰極上水得電子生成氫氣同時生成NaOH，陽極上氯離子失電子生成氯氣；
（2）電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，根據(jù)反應(yīng)式知，每生成2mol氣體則生成2molNaOH，電解一段時間后共收集到11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，生成氣體的物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，則生成NaOH0.5mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算c（NaOH）；
（3）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以得到的氯氣中含有HCl，用飽和是食鹽水除去氯氣中的HCl，然后用濃硫酸干燥氯氣得到較純凈、干燥的氯氣，D中氯氣和Cu在點燃條件下反應(yīng)生成氯化銅，因為氯氣有毒，則不能直接排空，應(yīng)該用堿液處理尾氣．

解答 解：（1）用惰性電極電解飽和食鹽水時，陰極上水得電子生成氫氣同時生成NaOH，陽極上氯離子失電子生成氯氣，電池反應(yīng)離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，根據(jù)反應(yīng)式知，每生成2mol氣體則生成2molNaOH，電解一段時間后共收集到11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，生成氣體的物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，則生成NaOH0.5mol，c（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.5mol}{10L}$=0.05mol/L，
故答案為：0.05mol/L；
（3）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以得到的氯氣中含有HCl，HCl極易溶于水，氯化鈉抑制氯氣溶解，所以用飽和是食鹽水除去氯氣中的HCl，濃硫酸具有吸水性且和氯氣不反應(yīng)，所以用濃硫酸干燥氯氣得到較純凈、干燥的氯氣，D中氯氣和Cu在點燃條件下反應(yīng)生成氯化銅，因為氯氣有毒，則不能直接排空，應(yīng)該用堿液處理尾氣．
①A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
②HCl極易溶于水，氯化鈉抑制氯氣溶解，所以用飽和是食鹽水除去氯氣中的HCl，濃硫酸具有吸水性且和氯氣不反應(yīng)，所以用濃硫酸干燥氯氣得到較純凈、干燥的氯氣，則B中選用的試劑是飽和食鹽水，C中選用的試劑是濃硫酸，故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
③E中盛放堿液，氯氣和堿液反應(yīng)即E中反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂0，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂0．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及實驗室和工業(yè)制取氯氣，明確實驗原理、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生實驗設(shè)計、實驗分析能力，知道（3）題流程圖中氣體成分及發(fā)生的反應(yīng)，題目難度不大．