Question

工業(yè)上通過電解飽和氯化鈉溶液的方法獲得氫氧化鈉和氯氣，圖為某實驗小組自制的電解飽和食鹽水的簡易裝置，
（1）寫出電解飽和氯化鈉溶液時，總離子反應(yīng)方程式：

2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

．
（2）下列有關(guān)說法正確的是
A．電解一段時間后，往蛋殼內(nèi)溶液中滴加幾滴
紫色石蕊試液，先變紅后又褪色
B．蛋殼表面纏繞鐵絲發(fā)生氧化反應(yīng)
C．為增強導(dǎo)電性，可將石墨棒換成銅電極
D．蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸
（3）電解200mL 0.5mol/L的NaCl溶液，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，陰極收集到2.24L氣體時，
陽極產(chǎn)生的氣體為

1.68

L，常溫下，若將電解后的溶液稀釋至1L，則溶液的pH約為

13

；若將陽極生成的氣體通入電解后的溶液中，反應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O

，充分反應(yīng)后，則所得溶液中陰離子的濃度由大到小依次是

C（Cl^-）＞C（ClO^-）＞C（OH^-）

．
（4）若將電解后陽極所產(chǎn)生的氣體全部通入1mol/L 500mL Na₂SO₃的溶液中，使之充分反應(yīng)（假設(shè)溶液的體積變化忽略不計），則所得溶液中SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度最多為

0.2

 mol/L．

Answer 1

分析：（1）電解飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；
（2）A．電解時，陰極附近生成氫氧化鈉，陽極上生成氯氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，次氯酸有漂白性；
B．鐵絲作陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)；
C．當(dāng)銅棒作陽極，陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
D．雞蛋殼有隔離作用；
（3）根據(jù)電解方程式計算陽極上產(chǎn)物的體積，根據(jù)氫氣和氫氧根離子之間的關(guān)系式計算溶液中氫氧根離子濃度，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，氯化鈉是強酸強堿鹽，次氯酸鈉是弱酸弱堿鹽，所以其溶液呈堿性；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算．

解答：解：（1）電解飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，同時溶液中生成氫氧化鈉，所以電池反應(yīng)式為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）A．電解時，陽極上生成氯氣，陰極上析出氫氣，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸有漂白性，所以往蛋殼內(nèi)溶液中滴加幾滴紫色石蕊試液，先變紅后又褪色，故正確；
B．蛋殼表面纏繞鐵絲作陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故錯誤；
C．將石墨棒換成銅電極，陽極上銅失電子生成銅離子，所以陽極上得不到氯氣，故錯誤；
D．氯氣在石墨棒上生成，氫氣在鐵絲上生成，所以蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸，故正確；
故選AD；
（3）電解200mL 0.5mol/L的NaCl溶液，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，陰極收集到2.24L氣體時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

2.24

22.4

mol×2=0.2mol，氯離子完全放電時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.5mol/L×0.2L=0.1mol，還有0.1mol電子是氫氧根離子失去的電子，所以生成氧氣的體積=

0.2mol-0.1mol

4

×22.4L/mol=0.56L，生成氯氣的體積=

0.1mol

2

×22.4L/mol=1.12L，所以陽極上生成氣體體積為（0.56+1.12）L=1.68L；
2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-知，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，陰極收集到2.24L氣體時，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為

2.24

22.4

mol×

1

2

×2=0.1mol，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度=

0.1mol

1L

=0.1mol/L，則溶液的pH=13，
陽極上生成氯氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉，離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
氯化鈉是強酸強堿鹽不水解，次氯酸鈉是強堿弱酸鹽，易水解，所以溶液中離子濃度大小是 C（Cl^-）＞C （ClO^-）＞C（ OH^-），
故答案為：1.68，13，Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，C（Cl^-）＞C （ClO^-）＞C（ OH^-）；
（4）氯氣和氧氣具有強氧化性，能和亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，陰極收集到2.24L氣體時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol，當(dāng)有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，生成硫酸根離子的物質(zhì)的量=

0.2mol

2

=0.1mol，則硫酸根離子的濃度=

0.1mol

0.5L

=0.2mol/L，
故答案為：0.2．

點評：本題考查了電解池原理，難點是（3）題中陽極上不僅有氯離子放電，還有氫氧根離子放電，很多學(xué)生往往漏掉氫氧根離子放電而出現(xiàn)錯誤，為易錯點．