Question

现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H₂、Cl₂、NaOH，请回答下列问题：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生的电极反应为__；

（2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-等杂质离子，使用的试剂有a：Na₂CO₃溶液，b：Ba（OH）₂溶液，c：稀盐酸，其合理的加入顺序为___。

（3）如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中，1min在阴极可产生标况下11.2L的H₂，这时溶液中OH^-的物质的量浓度为__；

（4）Cl₂常用于自来水消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO₂，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl^-，消毒等量的自来水，所需的Cl₂和ClO₂的物质的量之比为：__。

Answer

2Cl--2e-=Cl2↑ b、a、c 5:2

【解析】

电解饱和食盐水，阳极失电子发生氧化反应，其电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极得电子发生还原反应，其电极反应式为：2H++2e-=H2↑，总反应为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。

（1）电解饱和食盐水，与电源正极相连的电极为阳极，阳极上氯离子失去电子生成氯气，其电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；

（2）Na2CO3溶液能除去过量的Ba(OH)2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和Ba(OH)2溶液，应先加过量的Ba(OH)2溶液除去SO42- 和Mg2＋，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2＋和过量的Ba2+，最后加适量盐酸，除去过量的CO32-和OH-，顺序为：b、a、c，故答案为：b、a、c；

（3）标准状况下，11.2L的H2的物质的量为0.5mol，阴极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，总反应为：2Cl-+2H2O=H2↑+Cl2↑+2OH-，生成0.5mol H2，生成1molOH-，其物质的量浓度为：，故答案为：；

（4）1molClO2转变为Cl-需要得5mol电子，而1molCl2转变为Cl-需要得2mol电子，消毒等量的自来水，根据转移电子数相等，所需要的Cl2和ClO2的物质的量之比为：5:2，故答案为：5:2。