Question

知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。山大附中高二化学兴趣小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题（所有电极均为石墨）。电解所用的氯化钠溶液需精制，除去有影响的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、SO₄^2﹣及泥沙，其精制流程如下：

已知：①Ca²⁺、Mg²⁺开始形成相应氢氧化物沉淀的pH如表。

	Ca（OH）2	Mg（OH）2
pH	≥11.5	≥9.2

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

（1）盐泥a除泥沙外，还含有___________（填化学式）。

（2）过程I中，NaClO的作用是将NH₄⁺转化为N₂，反应的离子方程式为________________。

（3）过程Ⅲ中，沉淀c主要成分的化学式为_____。

（4）过程Ⅳ调pH目的是除去___________（填离子符号）

（5）利用图1装置电解精制氯化钠一段时间后，气球b中的气体是_____（填化学式）

（6）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的_____极；该发生器中反应的总离子方程式为_______________。

（7）二氧化氯（ClO₂）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO₂的新工艺。

①阴极发生的反应有：_______________、__________________________。

②当阳极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为_____。

Answer

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

【解析】

粗盐水中NH4+与次氯酸根离子反应除掉铵根离子，调节pH沉淀镁离子，过滤后的滤液加入碳酸钡利用难溶物的溶解平衡转化为更难溶的硫酸钡，过滤后的滤液加入碳酸钠除掉钙离子，过滤后滤液加入盐酸调节pH值除掉溶液中碳酸根、氢氧根离子。

⑴盐泥a除泥沙外，根据Ca2+、Mg2+开始形成相应氢氧化物沉淀的pH，得到还含有Mg(OH)2；故答案为：Mg(OH)2。

⑵过程I中，NaClO与NH4+反应生成N2、NaCl和H2O，反应的离子方程式为3ClO－+2OH－ + 2NH4+ ＝ 3Cl－ + N2↑ + 5H2O；故答案为：3ClO－+2OH－ + 2NH4+ ＝ 3Cl－ + N2↑ + 5H2O。

⑶过程Ⅲ中，主要是利用碳酸钠和钙离子反应生成碳酸钙，因此沉淀c主要成分的化学式为CaCO3；故答案为：CaCO3。

⑷过程I中调pH值，过程Ⅲ中加入的碳酸钠过量，因此过程Ⅳ调pH目的是除去溶液里多余的OH－、CO32−；故答案为：除去溶液里多余的OH－、CO32−。

⑸利用图1装置电解精制氯化钠一段时间后，根据电子流动方向得到右边为电解池的阴极，因此氢离子得到电子生成氢气，气球b中的气体是H2；故答案为：H2。

⑹利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则说明是氯气和氢氧化钠反应，根据气体和液体流动充分反应原理，则下方应该电解得到氯气，上方得到氢氧化钠，因此c为负极；该发生器中反应的总离子方程式为Cl－ + H2O ClO－ + H2↑；故答案为：负；Cl－ + H2O ClO－ + H2↑。

⑺①根据图中信息，右侧得到氧气，则为OH－失去电子生成氧气，为阳极，左侧为阴极，阴极得到电子，化合价降低，因此ClO3－得到电子变为ClO2，生成的ClO2自身发生氧化还原反应，得到ClO3－和Cl－，因此阴极区域发生的反应有：、；故答案为：；。

②当阳极产生标准状况下112 mL气体即0.005mol氧气，电子转移为0.005mol×4 =0.02mol，则阳极区有0.02mol氢离子移向阴极区域；故答案为：0.02。