Question

(8分)(2011·濟南一模)海水中蘊藏著豐富的資源，人類需要的很多材料都來源于海水的綜合利用。

(1)工業(yè)上用NaCl制備金屬鈉的化學方程式是____________________________________

________________________________________________________________________。

(2)實驗室用惰性電極電解100 mL 0.1 mol·L^－1 NaCl溶液，若陰陽兩極均得到112 mL氣體(標準狀況)，則所得溶液的pH為________(忽略反應前后溶液的體積變化)。

(3)電解氯化鈉溶液可制備“84消毒液”(主要成分是次氯酸鈉)，通電時氯氣被溶液完全吸收。假設所得的消毒液僅含一種溶質(zhì)，請寫出相應的總化學方程式________________________________________________________________________。

(4)該小組同學認為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應式為：_______________________________________________；

通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填寫“A”、“B”、“C”或“D”)________導出。

③請簡述通電開始后，陰極附近溶液pH變化的原因：____________________。

④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃燒電池，則電池正極的電極反應式為_______________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl₂↑'(2)13

(3)NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑

(4)①4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑'小于'②D

③H^＋放電，促進水的電離，OH^－濃度增大

④O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－

【解析】(1)工業(yè)上通過電解熔融氯化鈉來制備鈉。(2)電解氯化鈉溶液的化學方程式為：2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑，當陰陽兩極均得到112 mL標準狀況下的氣體時，生成NaOH的物質(zhì)的量為0.01 mol，此時溶液中c(OH^－)＝＝0.1 mol/L，則pH＝13。  (3)電解氯化鈉溶液制備次氯酸鈉可以分為兩步，第一步：2NaCl＋2H₂O

2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑；第二步：Cl₂＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H₂O。將兩步合并即得：NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑。(4)電解K₂SO₄溶液時，陽極附近OH^－放電生成氧氣，陰極附近是H^＋放電生成氫氣，由于裝置中放置了離子交換膜在兩極分別生成KOH和H₂SO₄，需在陽極室一側(cè)放置陰離子交換膜，允許通過的是陰離子，即SO₄^2－和OH^－，陰極室一側(cè)放置陽離子交換膜，允許通過的是陽離子，即K^＋，H^＋，由于SO₄^2－與K^＋的個數(shù)比為1 ∶2，故通過陰離子交換膜的離子比通過陽離子交換膜的少。