Question

以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，它是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一．

（1）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為

 

．
（2）常溫下，某化學(xué)興趣小組在實驗室中用石墨電極以如圖所示裝置進(jìn)行電解某濃度氯化鈉溶液的實驗，電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L．（設(shè)電解前后溶液的體積均為1L，不考慮水的蒸發(fā)或氣體的溶解）
①理論上，電解后溶液的pH≈

 

．
②若實際測得反應(yīng)后溶液的pH=13.00，則造成這種誤差的原因可能是：
a．氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)；
b．還可能為

 

（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

考點：電解原理,氯堿工業(yè)

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣；溶液中水的電離被促進(jìn)生成氫氧化鈉；
（2）①電解飽和食鹽水的反應(yīng)為陽極2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L，換算物質(zhì)的量結(jié)合電極反應(yīng)計算溶液中氫氧根離子濃度結(jié)合溶液中離子積結(jié)合氫離子濃度計算溶液的pH；
②造成溶液PH誤差的原因是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；可能是電解過程中氯化鈉完全電解后繼續(xù)電解為電解水．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）①電解飽和食鹽水的反應(yīng)為陽極2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L物質(zhì)的量為0.1mol，若氫氣全部是電解氯化鈉生成，依據(jù)化學(xué)方程式計算得到生成NaOH物質(zhì)的量為0.2mol，c（OH^-）=0.2mol/L，c（H⁺）=

10-14

0.2

=5×10^-14mol/L，所以溶液的pH=13.3，
故答案為：13.3；
②若實際測得反應(yīng)后溶液的pH=13.00，c（OH^-）=0.1mol/L，氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.1mol，依據(jù)電解食鹽水的化學(xué)方程式得到生成氫氣0.05mol，所以判斷可能0.05mol氫氣是電解水得到，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，故答案為：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑．

點評：本題考查了電極原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)電極產(chǎn)物分析，電解過程中離子放電順序和定量計算的方法應(yīng)用，題目難度中等．