陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水具有綜合能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)流程如下圖所示:
(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為 2NaCl+2H2O 通電 Cl2↑+H2↑+2NaOH2NaCl+2H2O 通電 Cl2↑+H2↑+2NaOH。
(2)電解結(jié)束后,能夠脫去陽(yáng)極液中游離氯的試劑或方法是 bcdbcd(填字母序號(hào))。
a.Na2SO4 b.Na2SO3c.熱空氣吹出 d.降低陽(yáng)極區(qū)液面上方的氣壓
(3)食鹽水中的I-若進(jìn)入電解槽,可被電解產(chǎn)生的Cl2氧化為ICl,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為IO-3.IO-3可繼續(xù)被氧化為高碘酸根(IO-4),與Na+結(jié)合生成溶解度較小的NaIO4沉積于陽(yáng)離子交換膜上,影響膜的壽命。
①?gòu)脑咏Y(jié)構(gòu)的角度解釋ICl中碘元素的化合價(jià)為+1價(jià)的原因:碘元素和氯元素處于同一主族(VIIA),二者最外層電子數(shù)均為7,ICl中共用一對(duì)電子,由于碘原子半徑大于氯原子,碘原子得電子能力弱于氯原子,故共用電子對(duì)偏離碘原子,使得碘元素顯+1價(jià)碘元素和氯元素處于同一主族(VIIA),二者最外層電子數(shù)均為7,ICl中共用一對(duì)電子,由于碘原子半徑大于氯原子,碘原子得電子能力弱于氯原子,故共用電子對(duì)偏離碘原子,使得碘元素顯+1價(jià)。
②NaIO3被氧化為NaIO4的化學(xué)方程式為 NaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HClNaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HCl。
(4)在酸性條件下加入NaClO溶液,可將食鹽水中的I-轉(zhuǎn)化為I2,再進(jìn)一步除去。通過測(cè)定體系的吸光度,可以檢測(cè)不同pH下I2的生成量隨時(shí)間的變化,如圖所示。已知:吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。
①結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋10 min時(shí)不同pH體系吸光度不同的原因:10min時(shí)pH越低c(H+)越大,反應(yīng)速率加快,c(I2)越高,吸光度越大10min時(shí)pH越低c(H+)越大,反應(yīng)速率加快,c(I2)越高,吸光度越大。
②pH=4.0時(shí),體系的吸光度很快達(dá)到最大值,之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因:c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價(jià)含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價(jià)含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降。
③研究表明食鹽水中I-含量≤0.2 mg?L-1時(shí)對(duì)離子交換膜影響可忽略。現(xiàn)將1m3含I-濃度為1.47 mg?L-1 的食鹽水進(jìn)行處理,為達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn),理論上至少需要0.05mol?L-1 NaClO溶液 0.10.1L.(已知NaClO的反應(yīng)產(chǎn)物為NaCl,溶液體積變化忽略不計(jì))
通電
通電
IO
-
3
IO
-
3
IO
-
4
【考點(diǎn)】電解原理.
【答案】2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH;bcd;碘元素和氯元素處于同一主族(VIIA),二者最外層電子數(shù)均為7,ICl中共用一對(duì)電子,由于碘原子半徑大于氯原子,碘原子得電子能力弱于氯原子,故共用電子對(duì)偏離碘原子,使得碘元素顯+1價(jià);NaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HCl;10min時(shí)pH越低c(H+)越大,反應(yīng)速率加快,c(I2)越高,吸光度越大;c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價(jià)含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降;0.1
通電
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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