Question

【題目】氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，以及生產ClO2 和氯的含氧酸鹽（NaClO、NaClO3）等系列化工產品。

（1）寫出氯堿工業中電解飽和食鹽水的離子方程式：________。

（2）①室溫下，0.1 mol·L–1 NaClO溶液的pH___ 0.1 mol·L–1 Na2SO3溶液的pH。（填“大于”、“小于”或“等于”）已知：H2SO3的Ka1＝1.54×10–2，Ka2＝1.02×10–7；HClO的Ka＝2.95×10–8

②寫出一種可以證明NaHSO3溶液中HSO3–的電離程度大于HSO3–水解程度的方法：____

（3）氯氣含量檢測儀中，原電池工作原理示意圖如圖所示，則Cl2在Pt電極放電的電極反應為_____

（4）工業上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液，通過控制條件，使Fe3+水解產物聚合，形成可溶的多聚體，最終析出紅棕色膠狀沉淀Fe2O3·nH2O。其中水解形成羥橋配離子的離子方程式為：2Fe3+＋10H2O [Fe(H2O)4 (OH)2 Fe(H2O)4]4+＋2H+ 。欲使上述水解平衡正向移動，可采用的方法有________（填字母）。

A．加水稀釋　　 B．加熱　 　 C．加入鹽酸　　 D．加入NaHCO3

（5）ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN– 氧化為無毒的物質，自身被還原為Cl–。處理含CN–相同量的電鍍廢水，所需Cl2的質量是ClO2的______ 倍。（保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】2Cl– ＋2H2O2OH–＋H2↑＋Cl2↑ 大于 用pH試紙（或pH計）測定NaHSO3溶液的酸堿性，測得溶液的pH＜7 Cl2 ＋2Ag+＋2e– ＝2AgCl A、B、D 2.63

【解析】

(1)電解精制飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、燒堿；

(2)①酸的電離常數越大，酸的酸性越強，其陰離子結合氫離子能力越小，溶液的堿性越��；

②NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，則NaHSO3溶液呈酸性，故只要證明檢驗溶液呈酸性即可，可用pH試紙、酸堿指示劑完成；

(3)Cl2在Pt電極放電，生成AgCl；

(4)控制條件使平衡正向移動，水解為吸熱反應，所以加熱平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入鹽酸溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，平衡正向移動；

(5)作為消毒劑，還原產物都為-1價氯離子，每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，以單位質量的氧化劑所得到的電子數比值計算。

(1)電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，反應的離子方程式為：2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；

(2)①H2SO3的Ka1=1.54×10-2，Ka2=1.02×10-7；HClO的Ka=2.95×10-8，H2SO3的無論一級電離、二級電離都大于次氯酸的電離，所以NaClO溶液的水解程度大于亞硫酸鈉，即堿性強于亞硫酸鈉溶液；

②NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，測定溶液的pH，可以確定溶液酸堿性，用pH試紙(或pH計)測定NaHSO3溶液的酸堿性，測得溶液的pH＜7；

(3)Cl2在Pt電極放電，生成AgCl，電極反應為：Cl2+2Ag++2e-=2AgCl；

(4)控制條件使平衡正向移動，使平衡正向移動，因為水解為吸熱反應，所以加熱，平衡正向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入鹽酸溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動，故A、B、D符合條件，故答案為A、B、D；

(5)設質量都是71g，氯氣得到的電子數為×2×1=2mol，ClO2得到的電子數為×1×5=mol，則處理含CN-相同量的電鍍廢水，所需Cl2的質量是ClO2的比為：2.63:1=2.63。