Question

（2013?煙臺模擬）氯化鈉、乙烯是化學工業的重要原料．
（1）工業上由NaCl制Na的化學方程式為

2NaCl

電解  .

熔融

2Na+Cl₂↑

；實驗室中金屬鈉應保存在盛有

煤油

的廣口瓶中；若將一小塊鈉長期暴露在空氣中，最終鈉將轉化為

Na₂CO₃

．
（2）如圖為電解食鹽水與乙烯和Cl₂加成制l，2-=氯乙烷的聯合裝置示意圖：

在該裝置中，

B

為原電池（填“A”或“B”）提供電能，其負極的電極反應式為

C₂H₄+2Cl^-+2e^-=CH₂ClCH₂Cl

．在A裝置中，陽離子交換膜的作用是

傳導鈉離子、氫離子形成閉合回路，防止氫氣和氯氣及氯氣和氫氧化鈉接觸而發生副反應

．
（3）常溫下，NaHCO₃溶液中存在的質子守恒關系式為：c（OH^-）+

c（CO₃^2-）

=c（H⁺）+c（H₂CO₃）；
加熱0.5mol?L^-1NaHCO₃溶液，使NaHCO₃80%分解，然后恢復至室溫．假設反應前后溶液的體積不變，則反應后的溶液中c（CO^2-₃）+c（HCO₃+c（H₂CO₃）=

0.3

_mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）活潑金屬采用電解其熔融鹽的方法冶煉，鈉易和氧氣、水反應，所以保存鈉要隔絕空氣和水，根據根據Na、Na₂O、NaOH以及Na₂CO₃等物質的性質分析；
（2）電解飽和食鹽水需要外接電源，則B裝置有電流產生，則B是原電池，負極上失電子發生氧化反應，根據得失電子判斷負極上的反應，在A裝置中，陽離子交換膜的作用是傳導鈉離子、氫離子形成閉合回路，防止副反應發生；
（3）根據物料守恒和電荷守恒判斷，加熱后溶液中碳酸氫鈉的濃度是0.5mol?L^-1（1-80%）=0.1mol/L，碳酸鈉的物質的量濃度=0.5mol?L^-1×80%×

1

2

=0.2mol/L，根據物料守恒判斷．

解答：解：（1）工業上由NaCl制Na采用電解熔融氯化鈉的方法冶煉，其反應方程式為：2NaCl

電解  .

熔融

2Na+Cl₂↑，鈉和氧氣、水易反應，且鈉的密度大于煤油，所以實驗室中金屬鈉應保存在盛有煤油的廣口瓶中Na的性質活潑，易與空氣中氧氣反應生成Na₂O，Na₂O易與水反應生成NaOH，NaOH吸收空氣中的水和CO₂生成Na₂CO₃?xH₂O，Na₂CO₃?xH₂O風化脫水生成Na₂CO₃，
故答案為：2NaCl

電解  .

熔融

2Na+Cl₂↑；煤油；Na₂CO₃；
（2）電解飽和食鹽水需要外接電源，則B裝置有電流產生，則B是原電池，原電池的負極上乙烯失電子和氯離子反應生成l，2-二氯乙烷，電極反應式為：C₂H₄+2Cl^-+2e^-=CH₂ClCH₂Cl，在A裝置中，陽離子交換膜的作用是：傳導鈉離子、氫離子形成閉合回路，防止氫氣和氯氣及氯氣和氫氧化鈉接觸而發生副反應，
故答案為：B；C₂H₄+2Cl^-+2e^-=CH₂ClCH₂Cl；傳導鈉離子、氫離子形成閉合回路，防止氫氣和氯氣及氯氣和氫氧化鈉接觸而發生副反應；
（3）根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）①，根據物料守恒得
c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）②，將②帶人①得c（OH^-）+c（CO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃），
加熱后溶液中碳酸氫鈉的濃度是0.5mol?L^-1（1-80%）=0.1mol/L，碳酸鈉的物質的量濃度=0.5mol?L^-1×80%×

1

2

=0.2mol/L，根據物料守恒得c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）=（0.1+0.2）mol/L=0.3mol/L，
故答案為：c（CO₃^2-）；0.3．

點評：本題涉及鈉的性質、原電池和電解池原理、離子濃度大小的比較等知識點，離子濃度大小的判斷中要根據物料守恒和電荷守恒來分析，是學習的難點．