*碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取*气、*气、烧碱和*的含氧*盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐...
问题详情:
*碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取*气、*气、烧碱和*的含氧*盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式。
(2)离子交换膜的作用为: 、 。
(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充,*氧化*溶液从图中 位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草*(H2C2O4)、硫*反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式 。
(5)室温下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 浓度从大到小的顺序为 。
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-进入阳极室,与Cl2发生副反应:2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;阻止阳极产生的Cl2和*极产生的H2混合发生*。
(3)a;d;
(4)2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
(5)大于;SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
【解析】
(1)电解饱和食盐水时,溶液中的阳离子H+在*极得到电子变为H2逸出,使附近的水溶液显碱*,溶液中的*离子Cl-在阳极失去电子,发生氧化反应。产生Cl2。反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。
(4)KClO3有氧化*,H2C2O4有还原*,在**条件下KClO3可以和草*(H2C2O4)生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒,可得该反应的化学方程式是:2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4= 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
(5)NaClO、Na2SO3都是强碱弱*盐,弱*根离子发生水解反应,消耗水电离产生的H+,破坏了水的电离平衡,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液显碱*。形成盐的*越弱,盐水解程度就越大。消耗的离子浓度越大,当溶液达到平衡时,剩余的离子浓度就越小。由于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。由于电离程度:H2SO3> H2CO3>HSO3->HCO3-,浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,水解程度:CO32–>SO32–,所以离子浓度:SO32–>CO32–;水解产生的离子浓度:HCO3- > HSO3-。但是盐水解程度总的来说很小,主要以盐电离产生的离子存在。所以在该溶液中SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 浓度从大到小的顺序为SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
【考点定位】考查电解原理的应用、氧化还原反应方程式的书写、电离平衡常数在比较离子浓度大小的应用的知识。
【名师点睛】氧化还原反应、电解原理、弱电解质的电离平衡理论、盐的水解、离子浓度大小比较是中学化学中的重要知识和理论,要掌握其反应原理、规律、方法、比较依据,再结合实际情况,进行正确的判断,得到相应的*。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:填空题
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