Question

[化學選修2-化學與技術]我國氯堿工業迅速發展，產量已躍居世界首位，并培植了精細化工“產品樹”．
（1）如圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖．電解槽中B處加入的水中通常含有少量

 

，F出口逸出的氣體是

 

．
（2）已知一個電子的電量是1.602×10^-19C，若在離子膜電解飽和食鹽水時通過電量1.929×10⁵C，則產生NaOH

 

g，陰極的電極反應式為

 

（3）利用氯堿工業產生的氫氣和氯氣可以將粗硅制成高純硅，寫出反應的化學方程式

 

、

 

．若生產7噸高純硅理論上需電解食鹽

 

噸．
（4）氯堿工業常用于電石法生產聚氯乙烯．請寫出以電石和氯堿工業的產品為原料制備聚氯乙烯的化學方程式：①CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂ H₂↑，②

 

，③

 

，④

 

．

Answer 1

分析：（1）依據圖示中的鈉離子的移向方向，分析可知電解池中陽離子移向陰極，所以B處為陰極，溶液中的氫離子放電，生成氫氧化鈉，A為陽極溶液中氯離子失電子生成氯氣；
（2）依據電極反應和電子守恒分析計算得到；
（3）依據電解食鹽水生成的氫氣和氯氣反應生成的氯化氫和粗硅反應生成三氯氫硅和氫氣，氫氣在高溫下和三氯氫硅反應生成氯化氫和硅，依據化學方程式計算需要的食鹽質量；
（4）聚氯乙烯的制備需要制備加成試劑氯化氫，利用乙炔和氯化氫反應生成氯乙烯，在引發條件下發生聚合反應生成聚氯乙烯．

解答：解：（1）依據圖示中的鈉離子的移向方向，分析可知電解池中陽離子移向陰極，所以B處為陰極，溶液中的氫離子放電，生成氫氧化鈉，B處加入的水中含有氫氧化鈉；A為陽極溶液中氯離子失電子生成氯氣，F口處放出的是氯氣；
故答案為：氫氧化鈉，氯氣；
（2）已知一個電子的電量是1.602×10^-19C，若在離子膜電解飽和食鹽水時通過電量1.929×10⁵C，電子數=

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，

1.204×1024

6.02×1023

=2mol，電子物質的量=2mol，陰極電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，依據化學方程式和電子守恒分析計算2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，轉移電子2mol生成氫氧化鈉2mol，質量為80g；
故答案為：80，2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）電解食鹽水生成的氫氣和氯氣，利用反應生成的氯化氫和粗硅反應生成三氯氫硅和氫氣，氫氣在高溫下和三氯氫硅反應生成氯化氫和硅，反應的化學方程式為：Si+2Cl₂

△   .

SiCl₄，SiCl₄+2H₂

高溫  .

Si+4HCl；依據化學方程式計算需要的食鹽物質的量關系，4NaCl～2H₂+2Cl₂～Si，若生產7噸高純硅理論上需電解食鹽質量設為x，
4NaCl～2H₂+2Cl₂～Si
 4×58.5         28
x                7t
x=58.5t；
故答案為：Si+2Cl₂

△   .

SiCl₄，SiCl₄+2H₂

高溫  .

Si+4HCl；58.5；
（4）聚氯乙烯的制備需要制備加成試劑氯化氫，利用乙炔和氯化氫反應生成氯乙烯，在引發條件下發生聚合反應生成聚氯乙烯，反應的化學方程式為：H₂+Cl₂

點燃  .

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

點燃  .

2HCl，CH≡CH+HCl→CH₂=CHCl，nCH₂=CHCl→；

點評：本題考查了電解原理的分析應用，電解池電極反應判斷，化學方程式的計算，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．