Question

（選考）【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)入離子膜電解槽會產(chǎn)生什么后果 。

（3）下圖是工業(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個電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8小時，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+，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜（2分）。 （3）H2 陽極 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）電解飽和食鹽水可以得到氫氧化鈉，因此氫氧化鈉可以循環(huán)使用。食鹽水通過兩次精制后得到氯化鈉，因此氯化鈉也可以循環(huán)使用。

（2）一次精制時加入燒堿和碳酸鈉，則發(fā)生的離子方程式為Ca2++ CO32－ = CaCO3↓、Mg2+ + 2OH－ = Mg（OH）2↓。由于用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg2+、Ca2+，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜，所以食鹽水需要經(jīng)過二次精制。

（3）鈉離子向B側(cè)移動，這說明該側(cè)電極時陰極，溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣。右側(cè)是陽極，則E電極的名稱是陽極。電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－。

（4）氯氣具有氧化性能氧化亞硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl。

（5）制得32%的燒堿溶液（密度為1．342噸/m3）113m3，則溶液中氫氧化鈉質(zhì)量為1.342×103kg/m3×113m3×32%=4.85×104kg＝4.85×107g，每小時通過1安培的直流電可以產(chǎn)生1．492g的燒堿，則理論上需要電流量為4.85×107g÷1．492g＝3.252×107A，實際上耗電量為1.45×104A×8×300=3.48×107A，則該電解槽的電解效率為。

考點：考查化學(xué)與技術(shù)模塊的分析與應(yīng)用