现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取NaOH、H2和Cl

问题填空题

现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取NaOH、H₂和Cl₂。请回答下列问题：

⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为。

⑵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）。

⑶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）Cl₂，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) 。

⑷若没有阳离子交换膜的存在,则电解饱和食盐水的化学方程式是

。

答案

⑴2Cl^－→ Cl₂↑＋2e^－；⑵b、a、c；⑶升高，0.1mol·；⑷NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑。

此题是在考查电解食盐水的基础之上，同时考查粗盐的精制。解题时，要紧扣电解原理，电子守恒分析。⑴与电源正极相连的是阳极，阴离子Cl^－放电，电极反应式为：2Cl^－→ Cl₂↑＋2e^－。⑵加入Ba（OH）₂后过量的Ba²⁺应该用Na₂CO₃溶液除去，最后加入盐酸除去，并调节溶液的酸碱性（加盐酸之前，必须过滤，否则沉淀又溶解了）。⑶电解饱和食盐水过程中产生了NaOH，使溶液的碱性增强，pH值升高；依据总方程式：2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑知，n（OH^－）＝ 2n（Cl₂）＝2× ＝ 1.0 mol ，则c（OH^－）＝＝0.1mol· 。⑷由于Cl₂＋ 2NaOH＝ NaCl ＋ NaClO ＋ H₂O，与电解食盐水的总反应方程式2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑相加，可得：NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑。