Question

[化学选修2-化学与技术]我国氯碱工业迅速发展，产量已跃居世界首位，并培植了精细化工“产品树”．
（1）如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图．电解槽中B处加入的水中通常含有少量

 

，F出口逸出的气体是

 

．
（2）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，若在离子膜电解饱和食盐水时通过电量1.929×10⁵C，则产生NaOH

 

g，阴极的电极反应式为

 

（3）利用氯碱工业产生的氢气和氯气可以将粗硅制成高纯硅，写出反应的化学方程式

 

、

 

．若生产7吨高纯硅理论上需电解食盐

 

吨．
（4）氯碱工业常用于电石法生产聚氯乙烯．请写出以电石和氯碱工业的产品为原料制备聚氯乙烯的化学方程式：①CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂ H₂↑，②

 

，③

 

，④

 

．

Answer 1

分析：（1）依据图示中的钠离子的移向方向，分析可知电解池中阳离子移向阴极，所以B处为阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢氧化钠，A为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气；
（2）依据电极反应和电子守恒分析计算得到；
（3）依据电解食盐水生成的氢气和氯气反应生成的氯化氢和粗硅反应生成三氯氢硅和氢气，氢气在高温下和三氯氢硅反应生成氯化氢和硅，依据化学方程式计算需要的食盐质量；
（4）聚氯乙烯的制备需要制备加成试剂氯化氢，利用乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯，在引发条件下发生聚合反应生成聚氯乙烯．

解答：解：（1）依据图示中的钠离子的移向方向，分析可知电解池中阳离子移向阴极，所以B处为阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢氧化钠，B处加入的水中含有氢氧化钠；A为阳极溶液中氯离子失电子生成氯气，F口处放出的是氯气；
故答案为：氢氧化钠，氯气；
（2）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，若在离子膜电解饱和食盐水时通过电量1.929×10⁵C，电子数=

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，

1.204×1024

6.02×1023

=2mol，电子物质的量=2mol，阴极电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，依据化学方程式和电子守恒分析计算2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，转移电子2mol生成氢氧化钠2mol，质量为80g；
故答案为：80，2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）电解食盐水生成的氢气和氯气，利用反应生成的氯化氢和粗硅反应生成三氯氢硅和氢气，氢气在高温下和三氯氢硅反应生成氯化氢和硅，反应的化学方程式为：Si+2Cl₂

△   .

SiCl₄，SiCl₄+2H₂

高温  .

Si+4HCl；依据化学方程式计算需要的食盐物质的量关系，4NaCl～2H₂+2Cl₂～Si，若生产7吨高纯硅理论上需电解食盐质量设为x，
4NaCl～2H₂+2Cl₂～Si
 4×58.5         28
x                7t
x=58.5t；
故答案为：Si+2Cl₂

△   .

SiCl₄，SiCl₄+2H₂

高温  .

Si+4HCl；58.5；
（4）聚氯乙烯的制备需要制备加成试剂氯化氢，利用乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯，在引发条件下发生聚合反应生成聚氯乙烯，反应的化学方程式为：H₂+Cl₂

点燃  .

2HCl，CH≡CH+HCl→CH₂=CHCl，nCH₂=CHCl→；
故答案为：H₂+Cl₂

点燃  .

2HCl，CH≡CH+HCl→CH₂=CHCl，nCH₂=CHCl→；

点评：本题考查了电解原理的分析应用，电解池电极反应判断，化学方程式的计算，掌握基础是解题关键，题目难度中等．