Question

【題目】知識的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。山大附中高二化學(xué)興趣小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問題（所有電極均為石墨）。電解所用的氯化鈉溶液需精制，除去有影響的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42﹣及泥沙，其精制流程如下：

已知：①Ca2+、Mg2+開始形成相應(yīng)氫氧化物沉淀的pH如表。

	Ca（OH）2	Mg（OH）2
pH	≥11.5	≥9.2

②Ksp（BaSO4）＝1.1×10﹣10，Ksp（BaCO3）＝2.6×10﹣9，Ksp（CaCO3）＝5.0×10﹣9

（1）鹽泥a除泥沙外，還含有___________（填化學(xué)式）。

（2）過程I中，NaClO的作用是將NH4+轉(zhuǎn)化為N2，反應(yīng)的離子方程式為________________。

（3）過程Ⅲ中，沉淀c主要成分的化學(xué)式為_____。

（4）過程Ⅳ調(diào)pH目的是除去___________（填離子符號）

（5）利用圖1裝置電解精制氯化鈉一段時間后，氣球b中的氣體是_____（填化學(xué)式）

（6）利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分NaClO，則c為電源的_____極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為_______________。

（7）二氧化氯（ClO2）為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。如圖是目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。

①陰極發(fā)生的反應(yīng)有：_______________、__________________________。

②當(dāng)陽極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體時，通過陽離子交換膜離子的物質(zhì)的量為_____。

Answer 1

【答案】Mg（OH）2 3ClO﹣+2OH﹣+2NH4+═3Cl﹣+N2↑+5H2O CaCO3 除去溶液里多余的OH﹣、CO32﹣ H2 負(fù) Cl﹣+H2OClO﹣+H2↑ 0.02

【解析】

粗鹽水中NH4+與次氯酸根離子反應(yīng)除掉銨根離子，調(diào)節(jié)pH沉淀鎂離子，過濾后的濾液加入碳酸鋇利用難溶物的溶解平衡轉(zhuǎn)化為更難溶的硫酸鋇，過濾后的濾液加入碳酸鈉除掉鈣離子，過濾后濾液加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值除掉溶液中碳酸根、氫氧根離子。

⑴鹽泥a除泥沙外，根據(jù)Ca2+、Mg2+開始形成相應(yīng)氫氧化物沉淀的pH，得到還含有Mg(OH)2；故答案為：Mg(OH)2。

⑵過程I中，NaClO與NH4+反應(yīng)生成N2、NaCl和H2O，反應(yīng)的離子方程式為3ClO－+2OH－ + 2NH4+ ＝ 3Cl－ + N2↑ + 5H2O；故答案為：3ClO－+2OH－ + 2NH4+ ＝ 3Cl－ + N2↑ + 5H2O。

⑶過程Ⅲ中，主要是利用碳酸鈉和鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣，因此沉淀c主要成分的化學(xué)式為CaCO3；故答案為：CaCO3。

⑷過程I中調(diào)pH值，過程Ⅲ中加入的碳酸鈉過量，因此過程Ⅳ調(diào)pH目的是除去溶液里多余的OH－、CO32；故答案為：除去溶液里多余的OH－、CO32。

⑸利用圖1裝置電解精制氯化鈉一段時間后，根據(jù)電子流動方向得到右邊為電解池的陰極，因此氫離子得到電子生成氫氣，氣球b中的氣體是H2；故答案為：H2。

⑹利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分NaClO，則說明是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)氣體和液體流動充分反應(yīng)原理，則下方應(yīng)該電解得到氯氣，上方得到氫氧化鈉，因此c為負(fù)極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為Cl－ + H2O ClO－ + H2↑；故答案為：負(fù)；Cl－ + H2O ClO－ + H2↑。

⑺①根據(jù)圖中信息，右側(cè)得到氧氣，則為OH－失去電子生成氧氣，為陽極，左側(cè)為陰極，陰極得到電子，化合價降低，因此ClO3－得到電子變?yōu)?/span>ClO2，生成的ClO2自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到ClO3－和Cl－，因此陰極區(qū)域發(fā)生的反應(yīng)有：、；故答案為：；。

②當(dāng)陽極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL氣體即0.005mol氧氣，電子轉(zhuǎn)移為0.005mol×4 =0.02mol，則陽極區(qū)有0.02mol氫離子移向陰極區(qū)域；故答案為：0.02。