Question

【題目】Ⅰ. 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________(選填“a”、“b”、“c”或“d”)位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中________位置流出。

Ⅱ.（4）氨氣的水溶液稱為氨水，其中存在的主要溶質微粒是NH3H2O．已知：

a．常溫下，醋酸和NH3H2O的電離平衡常數均為1.74×10﹣5；

b．CH3COOH+NaHCO3═CH3COONa+CO2↑+H2O．

則CH3COONH4溶液呈_____性（填“酸”、“堿”或“中”，下同），NH4HCO3溶液呈_____性，NH4HCO3溶液中物質的量濃度最大的離子是_____（填化學式）．

Answer 1

【答案】2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 能得到純度更高的氫氧化鈉溶液 阻止陽極產生的Cl2和陰極產生的H2混合發生反應 a d 中 堿 NH4+

【解析】

Ⅰ. （1）電解精制飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、燒堿；

（2）陽離子交換膜只能陽離子通過，陰離子和氣體不能通過；

（3）電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl-、OH-放電，Cl-的放電能力強于OH-，陽極發生的方程式為：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極：2H++2e-═H2↑；H2、NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為d，Cl2在陽極，精制飽和食鹽水從陽極進入；

Ⅱ.（4）相同溫度下，電離平衡常數相同的弱電解質，其電離程度相等；根據強酸制取弱酸判斷醋酸和碳酸的相對強弱。

Ⅰ.（1）電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，反應的離子方程式為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）陽離子交換膜只能陽離子通過，陰離子和氣體不能通過，用石墨作電極電解飽和氯化鈉時，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽離子交換膜而進入陰極，如果氯氣進入陰極易和氫氣混合產生爆炸，且易和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉而導致制取的氫氧化鈉不純，故答案為：防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氧化鈉反應而使產品不純；防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氣反應遇火反應而引發安全事故；
（3）電解槽中陰極是氫離子放電生成氫氣，水電離平衡正向進行氫氧根離子濃度增大，生成氫氧化鈉溶液，NaOH溶液的出口為d；Cl2在陽極，依據裝置圖分析可知精制飽和食鹽水從陽極進入，即進口為a，故答案為：a，d；

Ⅱ.（4）根據題給信息知，相同條件下，醋酸和一水合氨的電離平衡常數相等，則二者的電離程度相等，醋酸銨中銨根離子和醋酸根離子水解程度相等，所以醋酸銨溶液呈中性；根據b知，醋酸的酸性大于碳酸，則碳酸氫根離子的水解能力大于銨根離子水解能力，則碳酸氫銨溶液呈堿性；碳酸氫根離子水解程度大于銨根離子，所以溶液中離子濃度最大的是NH4+，故答案為：中；堿；NH4+。