Question

2．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)流程如圖1所示：

（1）該流程中可以循環(huán)的物質(zhì)是氯化鈉、氫氧化鈉（或NaCl、NaOH）；．
（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⁺、SO₄^2-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Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，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)生什么后果少量Mg²⁺、Ca²⁺在電解堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜．
（3）圖2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H₂，E電極的名稱是陽極．電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（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Na₂SO₃+Cl₂+H₂O=Na₂SO₄+2HCl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)工藝流程圖結(jié)合電解工藝的原料以及產(chǎn)物知識來判斷；
（2）除去鈣離子使用碳酸鈉試劑，除去鎂離子使用氫氧化鈉試劑，根據(jù)處理后的鹽水中還含有少量雜質(zhì)離子對裝置的影響角度來回答；
（3）電解池中，陽離子移向陰極，根據(jù)電極反應(yīng)確定產(chǎn)物，根據(jù)電解池的工作原理來書寫方程式；
（4）氯氣具有氧化性，能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉．

解答 解：（1）根據(jù)工藝流程圖結(jié)中用到的原料以及產(chǎn)物，可以知道從陽極槽出來的淡鹽水中含有氯化鈉可以循環(huán)使用，電解產(chǎn)生的氫氧化鈉可作為在進(jìn)入電解槽前需要進(jìn)行兩次精制的原料，也是可以循環(huán)使用的物質(zhì)，
故答案為：氯化鈉、氫氧化鈉（或NaCl、NaOH）；
（2）除去鈣離子使用碳酸鈉試劑，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓除去鎂離子使用氫氧化鈉試劑，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，若食鹽水不經(jīng)過二次精制，處理后的鹽水中還含有少量雜質(zhì)離子Mg²⁺、Ca²⁺，堿性條件下會生成沉淀，對裝置中的交換膜產(chǎn)生影響，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，少量Mg²⁺、Ca²⁺在電解堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜；
（3）電解池中，陽離子鈉離子移向陰極，所以B是電源的負(fù)極，A是正極，E是陽極，在陰極上產(chǎn)生的是氫氣，電解飽和食鹽水的總方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：H₂；陽極；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）氯氣具有氧化性，能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，即Na₂SO₃+Cl₂+H₂O=Na₂SO₄+2HCl，故答案為：Na₂SO₃+Cl₂+H₂O=Na₂SO₄+2HCl．

點(diǎn)評 本題以氯堿工業(yè)為載體，考查學(xué)生生化學(xué)工藝流程題的解題方法知識，注意電解池的工作原理的靈活應(yīng)用是關(guān)鍵，題目難度中等．