Question

【題目】氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。

完成下列填空：

（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式。

（2）離子交換膜的作用為： 、

。

（3）精制飽和食鹽水從圖中 位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中 位置流出。（選填“a”、“b”、“c”或“d”）

（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反應生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質。寫出該反應的化學方程式 。

Answer 1

【答案】（1） 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

（2）阻止OH-進入陽極室，與Cl2發生副反應：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；阻止陽極產生的Cl2和陰極產生的H2混合發生爆炸

（3）a；d；（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O

【解析】

試題分析：（1）電解飽和食鹽水的離子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；

（2）圖中的離子交換膜只允許陽離子通，是陽離子交換膜，可以允許陽離子通過，不能使陰離子通過，這樣就可以阻止陰極溶液中的OH-進入陽極室，與氯氣發生反應，阻止Cl-進入陰極室，使在陰極區產生的NaOH純度更高。同時可以阻止陽極產生的Cl2和陰極產生的H2混合發生爆炸；

（3）隨著電解的進行，溶質NaCl不斷消耗，所以應該及時補充，精制飽和食鹽水從與陽極連接的圖中a位置補充，由于陰極H+不斷放電，附近的溶液顯堿性，氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出；水不斷消耗，所以從b口不斷加入蒸餾水，從c位置流出的是NaCl溶液；

（4）KClO3有氧化性，H2C2O4有還原性，在酸性條件下KClO3可以和草酸（H2C2O4）生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質。則根據電子守恒及原子守恒，反應的化學方程式是：2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O。