Question

【題目】現在工業上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H2、Cl2、NaOH，請回答下列問題：

（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上發生的電極反應為__；

（2）電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO42-等雜質離子，使用的試劑有a：Na2CO3溶液，b：Ba（OH）2溶液，c：稀鹽酸，其合理的加入順序為___。

（3）如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，1min在陰極可產生標況下11.2L的H2，這時溶液中OH-的物質的量濃度為__；

（4）Cl2常用于自來水消毒殺菌，現有一種新型消毒劑ClO2，若它們在殺菌過程中的還原產物均為Cl-，消毒等量的自來水，所需的Cl2和ClO2的物質的量之比為：__。

Answer 1

【答案】2Cl--2e-=Cl2↑ b、a、c 5:2

【解析】

電解飽和食鹽水，陽極失電子發生氧化反應，其電極反應式為：2Cl--2e-=Cl2↑，陰極得電子發生還原反應，其電極反應式為：2H++2e-=H2↑，總反應為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。

（1）電解飽和食鹽水，與電源正極相連的電極為陽極，陽極上氯離子失去電子生成氯氣，其電極反應式為：2Cl--2e-=Cl2，故答案為：2Cl--2e-=Cl2↑；

（2）Na2CO3溶液能除去過量的Ba(OH)2溶液，鹽酸能除去過量的Na2CO3溶液和Ba(OH)2溶液，應先加過量的Ba(OH)2溶液除去SO42- 和Mg2＋，再加過量的Na2CO3溶液除去Ca2＋和過量的Ba2+，最后加適量鹽酸，除去過量的CO32-和OH-，順序為：b、a、c，故答案為：b、a、c；

（3）標準狀況下，11.2L的H2的物質的量為0.5mol，陰極上的電極反應式為：2H++2e-=H2↑，總反應為：2Cl-+2H2O=H2↑+Cl2↑+2OH-，生成0.5mol H2，生成1molOH-，其物質的量濃度為：，故答案為：；

（4）1molClO2轉變為Cl-需要得5mol電子，而1molCl2轉變為Cl-需要得2mol電子，消毒等量的自來水，根據轉移電子數相等，所需要的Cl2和ClO2的物質的量之比為：5:2，故答案為：5:2。