Question

［化學(xué)一一化學(xué)與技術(shù)］（15分）

氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，離子膜電解法為目前普遍使用的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)流程如下圖所示：

（1）該流程中可以循環(huán)的物質(zhì)是 。

（2）電解法制堿的主要原料是飽和食鹽水，由于粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，所以在進(jìn)入電解槽前需要進(jìn)行兩次精制，寫出一次精制中發(fā)生的離子方程式 ，若食鹽水不經(jīng)過二次精制就直接進(jìn)入離子膜電解槽會(huì)產(chǎn)生什么后果 。

（3）圖是工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖(陽(yáng)極用金屬鈦網(wǎng)制成，陰極由碳鋼網(wǎng)制成)。則B處產(chǎn)生的氣體是 ，E電極的名稱是 。電解總反應(yīng)的離子方程式為 。

（4）從陽(yáng)極槽出來的淡鹽水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8％～9％的亞硫酸鈉溶液將其徹底除去，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（5）已知在電解槽中，每小時(shí)通過1安培的直流電可以產(chǎn)生1.492g的燒堿，某工廠用300個(gè)電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8小時(shí)，制得32%的燒堿溶液（密度為1.342噸/m3）113m3，電解槽的電流強(qiáng)度1.45 ×104A，該電解槽的電解效率為 。

 

Answer 1

（1）氯化鈉 氫氧化鈉（2分）

（2）Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ Mg2+ + 2OH－ = Mg(OH)2↓ （2分）用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg2+、Ca2+，堿性條件下會(huì)生成沉淀，損害離子交換膜（2分）。

（3）H2 陽(yáng)極 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－（4分）

（4）Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl（2分）

（5）93.46%（3分）

【解析】

試題分析： (1)從題給工藝流程圖知，未電解的NaCl和產(chǎn)物NaOH可以循環(huán)使用。（2）粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，一次精制時(shí)加入純堿和燒堿，其中CO32-使Ca2+沉淀，OH－使Mg2+沉淀，離子方程式為Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ Mg2+ + 2OH－ = Mg(OH)2↓；用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg2+、Ca2+，若食鹽水不經(jīng)過二次精制就直接進(jìn)入離子膜電解槽，堿性條件下會(huì)生成沉淀，損害離子交換膜。（3）圖中Na+由左側(cè)通過離子交換膜進(jìn)入右側(cè)，說明F電極為陰極，B處產(chǎn)生的氣體是H2；E電極是陽(yáng)極。電解總反應(yīng)的離子方程式2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－；（4）溶解氯與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成硫酸鈉和鹽酸，化學(xué)方程式為Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl；（5）

考點(diǎn)：氯堿工業(yè)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程和電解原理的應(yīng)用。