Question

工业上通过电解饱和氯化钠溶液的方法获得氢氧化钠和氯气，图为某实验小组自制的电解饱和食盐水的简易装置，
（1）写出电解饱和氯化钠溶液时，总离子反应方程式：______ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

Answer

（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；
（2）A．电解时，阴极附近生成氢氧化钠，阳极上生成氯气，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸有漂白性；
B．铁丝作阴极，阴极上发生还原反应；
C．当铜棒作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应；
D．鸡蛋壳有隔离作用；
（3）根据电解方程式计算阳极上产物的体积，根据氢气和氢氧根离子之间的关系式计算溶液中氢氧根离子浓度，氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，氯化钠是强酸强碱盐，次氯酸钠是弱酸弱碱盐，所以其溶液呈碱性；
（4）根据转移电子守恒计算．
【解析】
（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池反应式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，
故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；
（2）A．电解时，阳极上生成氯气，阴极上析出氢气，氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸有漂白性，所以往蛋壳内溶液中滴加几滴紫色石蕊试液，先变红后又褪色，故正确；
B．蛋壳表面缠绕铁丝作阴极，阴极上得电子发生还原反应，故错误；
C．将石墨棒换成铜电极，阳极上铜失电子生成铜离子，所以阳极上得不到氯气，故错误；
D．氯气在石墨棒上生成，氢气在铁丝上生成，所以蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触，故正确；
故选AD；
（3）电解200mL 0.5mol/L的NaCl溶液，在标准状况下，阴极收集到2.24L气体时，转移电子的物质的量=，氯离子完全放电时，转移电子的物质的量=0.5mol/L×0.2L=0.1mol，还有0.1mol电子是氢氧根离子失去的电子，所以生成氧气的体积==0.56L，生成氯气的体积=
=1.12L，所以阳极上生成气体体积为（0.56+1.12）L=1.68L；
2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-知，在标准状况下，阴极收集到2.24L气体时，生成氢氧化钠的物质的量为=0.1mol，则氢氧化钠的物质的量浓度==0.1mol/L，则溶液的pH=13，
阳极上生成氯气，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，离子方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
氯化钠是强酸强碱盐不水解，次氯酸钠是强碱弱酸盐，易水解，所以溶液中离子浓度大小是 C（Cl-）＞C （ClO-）＞C（ OH-），
故答案为：1.68，13，Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，C（Cl-）＞C （ClO-）＞C（ OH-）；
（4）氯气和氧气具有强氧化性，能和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸钠，在标准状况下，阴极收集到2.24L气体时转移电子的物质的量=0.2mol，当有0.2mol电子转移时，生成硫酸根离子的物质的量==0.1mol，则硫酸根离子的浓度=mol/L，
故答案为：0.2．