1、“氯堿生產(chǎn)的核心技術(shù)電解”解讀及經(jīng)典試題解析楊關(guān)敬氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程，實際上既是電解氯化鈉水溶液的過程。在氯化鈉水溶液中，NaCl是強電解質(zhì)，水是弱電解質(zhì)，在氯化鈉水溶液中存在四種離子：陽離子：Na+、H+（少量），氧化性：H+ > Na+。氫離子易失去電子，生成氫氣。陰離子：Cl、OH。還原性：Cl > OH。氯離子易失去電子，生成氯氣。相應(yīng)的電極反應(yīng)為：陽極反應(yīng)：2Cl2e =Cl2陰極反應(yīng)：2H+  + 2e =H2因此在陽極產(chǎn)生氯氣，在陰極生成氫氣與氫氧化鈉?？偟碾姌O反應(yīng)方程式為：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2，可以總結(jié)出氯堿工業(yè)的化學(xué)原理

2、：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2。氯氣可以與堿反應(yīng)，氫氣與氯氣混合是一件很危險的事情。這都是在氯堿工業(yè)中應(yīng)避免的問題，因此工業(yè)上采取的方法是利用離子交換法制燒堿，具體裝置如圖：通電時，水在陰極表面放電生成H2，Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室，導(dǎo)出的陰極液中含有NaOH；Cl則在陽極表面放電生成Cl2。電解后的淡鹽水從陽極導(dǎo)出。離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程如下所示：為什么電解氯化鈉水溶液是Cl和H+被電解出來，其他離子不能，因為用惰性電極電解時，各陽離子的放電順序：Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2

3、+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（和金屬活動順序剛好相反）；陰離子的放電順序：S2>I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子。例1：（2004年全國理綜）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 。Y電極上的電極反應(yīng)式為 ，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用

4、CuSO4溶液，則X電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。Y電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）解析：依照2004年考綱的要求，讓學(xué)生回歸教材，關(guān)注化學(xué)主干知識，引導(dǎo)學(xué)生自編知識網(wǎng)絡(luò)，把知識轉(zhuǎn)化為能力?？疾殡娊庠碓诼葔A工業(yè)和銅的電解精煉中的應(yīng)用，讓學(xué)生寫出電極反應(yīng)式，這些式子在教材中都是現(xiàn)成的，但在2004年高考中，有很多學(xué)生寫錯或不會寫，得分率不高，就說明復(fù)習(xí)備考中，忽略了“雙基”，沒有很好的回歸教材，對這種復(fù)習(xí)的誤區(qū)，因此我們平時一定要注意“雙基”訓(xùn)練，要避免這種情況發(fā)生，這也是新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。（1）根據(jù)圖形，可以判斷：X為陰極，H+在X極得到電子，生成氫

5、氣；Y為陽極，Cl在Y極失去電子，生成氯氣。（2）是對電解運用于電鍍的基本考察。答案：（1）2H+ +2e= H2 放出氣體，溶液變紅。2Cl2e = Cl2 把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色。（2）純銅Cu2+ + 2e = Cu 粗銅Cu2e = Cu2+例2：（2004江蘇）下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是（ ）電解A硫酸鋁溶液中加入過量氨水 Al3+30HAl（OH）3B電解飽和食鹽水 2Cl+2H2O H2+C12+20HC碳酸鈣與鹽酸反應(yīng) CaCO3+2H+Ca2+CO2 +H2OD硫酸亞鐵溶液中加入用硫酸酸化的過氧化氫溶液 Fe2+2H+H2O2Fe3+2H2O解

6、析：把電解氯化鈉溶液的化學(xué)反應(yīng)寫成離子形式與其他粒子方程式寫在一起，運用判斷離子方程式正誤的方法、電荷守恒和質(zhì)量守恒來判斷，A中氨水要寫化學(xué)式，D中電荷不守恒答案：BC例3：（2004上海）下圖中能驗證氯化鈉溶液（含酚酞）電解產(chǎn)物的裝置是（ ）解析：本題是工業(yè)電解食鹽水的簡易裝置，H+在陰極得到電子，生成氫氣，用向下的排氣法收集然后檢驗，溶液變紅；Cl在陽極失去電子，生成黃綠色氯氣，酚酞變色后又被漂白，尾氣用氫氧化鈉吸收。答案：D例4：（2004年重慶理綜）在玻璃圓筒中盛有兩種無色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動液體，裝置如

7、右圖。接通電源，陽極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無色。根據(jù)上述實驗回答：（1）陽極上的電極反應(yīng)式為_。（2）陰極上的電極反應(yīng)式為_。（3）原上層液體是_。（4）原下層液體是_。（5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是_。（6）要檢驗上層液體中含有的金屬離子，其方法是_，現(xiàn)象是_。解析：運用電解原理可以知道在陽極周圍生成碘單質(zhì)，從而可以證明原來溶液中含有碘離子；在陰極上有氫氣產(chǎn)生，所以上層為KI或者NaI溶液，下層液體密度大于水的密度，與水不互溶，并且碘單質(zhì)在下層溶液中的溶解度遠

8、遠大于水中的，碘單質(zhì)能被下層液體從水中萃取出來，所以為四氯化碳或者氯仿，用焰色反應(yīng)來確定陽離子是哪一種，若為黃色火焰，就是碘化鈉。（1）2I2e=I2 （2）2 H+2e=H2（3）KI（或NaI等）水溶液（4）CCl4（或CHCl3等）（5）I2在CCl4中的溶解度大于在水中溶解度，所以絕大部分I2都轉(zhuǎn)移到CCl4中（6）焰色反應(yīng) 透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色（其它合理答案同樣給分。例如，若中答NaI水溶液，這里答火焰呈黃色。例5：工業(yè)上用立式隔膜電解槽電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿時，要用石棉絨隔開陰、陽兩極?，F(xiàn)在將用如右圖所示的裝置電解飽和食鹽水。燒杯中的攪拌子在攪拌器的作用下可以不斷地旋

9、轉(zhuǎn)攪拌溶液，使其充分混合。當(dāng)用石墨棒為陽極，鐵棒為陰極進行電解時：（1）開動電磁攪拌器前的電解反應(yīng)方程式是，若共收集標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體 22.4 L，則另一種產(chǎn)品的物質(zhì)的量為mol。（2）開動電磁攪拌器后，陰極電極反應(yīng)是，陽極電極反應(yīng)是。（3）攪拌后，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。（4）電解總反應(yīng)方程式是。解析：惰性電極碳棒作為陽極，鐵棒作為陰極。H+在陰極的到電子，生成氫氣；Cl在陽極失去電子，生成氯氣。答案：（1）2NaCl + 2H2O = H2+ Cl2+2NaOH；1。（2）陰極反應(yīng)：2H+2e= H2陽極反應(yīng)：2Cl2eCl2（3）2OH+ Cl2Cl+ ClO+ H2O（4）NaCl + H2O = H2+ NaClO例6：下圖每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物：物質(zhì)A跟B反應(yīng)生成物質(zhì)E、F和G；物質(zhì)C跟D反應(yīng)生成物質(zhì)I，某溫度下該反應(yīng)起始和某時刻的反應(yīng)混合物組成如上表格所示。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）物質(zhì)H的分子式是。（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）反應(yīng)的化學(xué)方程式（須注明反應(yīng)條件）是。解析：這是一典型的推斷題，從電解飽和食