Question

氯堿工業(yè)必須解決的問題是如何隔開氯氣與氫氣和NaOH溶液并保證電解反應(yīng)正常進(jìn)行．水銀法也是氯堿工業(yè)常采用的一種方法，其電解食鹽水原理示意圖如圖所示．在電解槽中，以汞為陰極，金屬鈦為陽極．已知Na⁺在汞陰極上放電并析出金屬鈉，鈉與汞生成鈉汞齊合金并進(jìn)入解汞槽．請(qǐng)回答下列問題：

（1）氣體A是

 

，產(chǎn)生氣體B的電極反應(yīng)是

 

．
（2）溶液C的溶質(zhì)是

 

，解汞槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）該方法中能循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

．（只需寫出一種）
（4）氯堿生產(chǎn)常用方法比較見下表：

項(xiàng)目	隔膜法	離子膜法	水銀法
氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的燒堿溶液中氯化鈉的含量/%	1.0-1.2	＜0.005	0.005
電解液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	10-11	32-33	45-50
總耗能/（kW?h）?t-1（不包含蒸發(fā)能耗）	3260	2645	3205

結(jié)合表中數(shù)據(jù)回答，與離子膜法相比，水銀法的優(yōu)點(diǎn)是

 

；水銀法也有明顯的不足，從生產(chǎn)中所用材料來看主要是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）在電解池的陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在陽極上是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電解池的工作原理來回答判斷；
（2）金屬鈉可以和水之間發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉；
（3）根據(jù)電解槽的工作原理來判斷可以循環(huán)利用的物質(zhì)；
（4）比較各組數(shù)據(jù)結(jié)合實(shí)際獲得燒堿的原理來回答即可．

解答： 解：（1）在電解池的陰極上是陽離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，在陽極上是陰離子氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：氫氣；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）根據(jù)題意，Na⁺在汞陰極上放電并析出金屬鈉，且金屬鈉可以和水之間發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液和氫氣，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，所以溶液C的溶質(zhì)是氫氧化鈉，故答案為：氫氧化鈉；2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（3）根據(jù)電解槽的工作原理，在反應(yīng)過程中，可以看出淡鹽水是產(chǎn)物，飽和食鹽水需要不斷補(bǔ)充，可以知道氯化鈉是可以循環(huán)使用的物質(zhì)，此外，作電極材料的Hg也是可以循環(huán)使用的，故答案為：Hg（或是NaCl）；
（4）比較表中的各組數(shù)據(jù)可以看出，與離子膜法相比，水銀法獲得的燒堿純度高，且質(zhì)量好，但是水銀法使用的材料汞有毒，容易造成環(huán)境污染，故答案為：
燒堿純度高，質(zhì)量好；汞容易造成環(huán)境污染．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識(shí)，結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)過程來考查，增加了難度．