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  • 氯碱工业是最基本的化学工业之一,其产品用途广泛。

    \(\rm{(1)}\)写出氯碱工业电解食盐水离子方程式____________。

    \(\rm{(2)}\)某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究,记录如下:


    装置

    编号

    条件控制

    测定结果

    阴极阳极

    溶液浓度

    温度\(\rm{/℃}\)

    \(\rm{{\,\!}^{*}}\)电解电压\(\rm{/V}\)

    气体\(\rm{V_{阴}}\):\(\rm{V_{阳}}\)

    \(\rm{I}\)

     

    \(\rm{C}\)

     

    \(\rm{C}\)

    \(\rm{1 mol/L}\)

    \(\rm{25}\)

    \(\rm{8}\)

    \(\rm{ > 1:1}\)

    \(\rm{II}\)

    饱和

    \(\rm{25}\)

    \(\rm{5}\)

    \(\rm{≈1:1}\)

    \(\rm{III}\)

    饱和

    \(\rm{50}\)

    \(\rm{4}\)

    \(\rm{≈1:1}\)

    \(\rm{IV}\)

    \(\rm{Fe}\) 

    \(\rm{C}\)

    饱和

    \(\rm{50}\)

    \(\rm{3.5}\)

    \(\rm{≈1:1}\)

    电解电压:开始发生电解反应时的电压

    \(\rm{①}\)对比实验\(\rm{I}\)和Ⅱ阴、阳极气体体积比,推测实验\(\rm{I}\)阳极可能有其它气体生成,其它气体的化学式为__________。

    \(\rm{②}\)资料显示:“较低的电解电压有利于节能降耗\(\rm{……}\)”。结合上表中Ⅲ和Ⅳ的数据,解释Ⅳ更有利于节能降耗的原因____________。

    \(\rm{(3)}\)资料显示“氯碱工业中采用金属阳极材料,可以降低电解,实现节能降耗”,该同学用\(\rm{50℃}\)的饱和\(\rm{NaCl}\)溶液进行实验验证,结果如下:


    装置

    编号

    电极材料

    电解

    电压\(\rm{/V}\)

    现象

    阴极

    阳极

    \(\rm{VI}\)

    \(\rm{Fe}\)

    \(\rm{Fe}\)

    \(\rm{1.5}\)

    阴极:产生无色气体

    \(\rm{U}\)形管底部:有白色沉淀生成

    \(\rm{VII}\)

    \(\rm{Fe}\)

    \(\rm{Cu}\)

    \(\rm{2}\)

    阴极:产生无色气体

    阳极:有白色胶状沉淀生成且逐渐增多\(\rm{U}\)形管底部:靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色,最后变成砖红色


    \(\rm{①}\)实验\(\rm{VI}\)中,该同学通过检验阴、阳极附近溶液所含离子,推断产生白色沉淀为\(\rm{Fe(OH)_{2}}\)。对阳极产生的离子进行检验:取阳极附近少量溶液于试管中,________ ,证明阳极产生\(\rm{Fe^{2+}}\)。

    \(\rm{②}\)该同学经查阅资料分析认为:“实验\(\rm{VII}\)中白色沉淀是\(\rm{CuCl}\),淡黄色沉淀是\(\rm{CuOH}\)。

    \(\rm{i.}\)阳极生成\(\rm{CuCl}\)的电极反应式为_________。

    \(\rm{ii.}\)用化学用语和必要文字解释阴极区白色胶状沉淀转化为淡黄色的原因_____。

    该同学通过以上探究认为,氯碱工业中不能采用\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Cu}\)作阳极材料。

    \(\rm{(4)}\)综合以上探究,你对氯碱工业中电解食盐水条件控制的建议有 _______。\(\rm{(}\)至少写出两条\(\rm{)}\)

    【考点】常见离子的检验,电解池的工作原理,电极反应和电池反应方程式,氯碱工业
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    难度:中等
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