*鹼工業以電解精製飽和食鹽水的方法制取*氣、*氣、燒鹼和*的含氧*鹽等系列化工產品。下圖是離子交換膜法電解食鹽...
問題詳情:
*鹼工業以電解精製飽和食鹽水的方法制取*氣、*氣、燒鹼和*的含氧*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)精製飽和食鹽水從圖中 位置補充,*氧化*溶液從圖中 位置流出。(選填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草*(H2C2O4)、硫*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 。
(5)室溫下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。(選填“大於”、“小於”或“等於”)。濃度均為0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 濃度從大到小的順序為 。
已知: H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7
HClO Ki1=2.95×10-8
H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
【回答】
【*】(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*極產生的H2混合發生*。
(3)a;d;
(4)2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
(5)大於;SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
【解析】
(1)電解飽和食鹽水時,溶液中的陽離子H+在*極得到電子變為H2逸出,使附近的水溶液顯鹼*,溶液中的*離子Cl-在陽極失去電子,發生氧化反應。產生Cl2。反應的離子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。
(4)KClO3有氧化*,H2C2O4有還原*,在**條件下KClO3可以和草*(H2C2O4)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質。則根據電子守恆及原子守恆,可得該反應的化學方程式是:2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
(5)NaClO、Na2SO3都是強鹼弱*鹽,弱*根離子發生水解反應,消耗水電離產生的H+,破壞了水的電離平衡,當最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液顯鹼*。形成鹽的*越弱,鹽水解程度就越大。消耗的離子濃度越大,當溶液達到平衡時,剩餘的離子濃度就越小。由於H2SO3的Ki2=1.02×10-7;HClO的Ki1=2.95×10-8,所以**:HSO3->HClO,因此溶液的pH: NaClO> Na2SO3。由於電離程度:H2SO3> H2CO3>HSO3->HCO3-,濃度均為0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,水解程度:CO32–>SO32–,所以離子濃度:SO32–>CO32–;水解產生的離子濃度:HCO3- > HSO3-。但是鹽水解程度總的來說很小,主要以鹽電離產生的離子存在。所以在該溶液中SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 濃度從大到小的順序為SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
【考點定位】考查電解原理的應用、氧化還原反應方程式的書寫、電離平衡常數在比較離子濃度大小的應用的知識。
【名師點睛】氧化還原反應、電解原理、弱電解質的電離平衡理論、鹽的水解、離子濃度大小比較是中學化學中的重要知識和理論,要掌握其反應原理、規律、方法、比較依據,再結合實際情況,進行正確的判斷,得到相應的*。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:填空題
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