Question

【題目】【化學(xué)—選修2:化學(xué)與技術(shù)】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)流程如右圖所示：

（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+、SO等無機雜質(zhì)，所以在進(jìn)入電解槽前需要進(jìn)行兩次精制，得到精制飽和食鹽水。

①第一次精制過程中所加除雜試劑順序不合理的是

A．BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl B．BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl

C．NaOH、BaCl2、Na2CO3、HCl D．Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl

②一次精制后的食鹽水仍會有少量的Ca2+、Mg2+，需要送入陽離子交換塔進(jìn)行二次精制，若不經(jīng)過二次精制，直接進(jìn)入離子膜電解槽，這樣會產(chǎn)生什么后果 。

（3）右圖是工業(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A處產(chǎn)生的氣體是 ，F(xiàn)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 A的直流電理論上可以產(chǎn)生1.492 g的燒堿，某工廠用300個電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8 h，制得32%的燒堿溶液(密度為1.342 t/m3)113 m3，電解槽的電流強度1.45 ×104 A，該電解槽的電解效率為 （保留兩位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】（1）氯化鈉、氫氧化鈉（2）①D；②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。（3）Cl2；陰極；2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

（4）Na2SO3＋Cl2＋H2O＝Na2SO4＋2HCl；（5）93.46%

【解析】

試題分析：（1）從題給工藝流程圖可判斷，未電解的NaCl和產(chǎn)物NaOH可以循環(huán)使用。

（2）Ca2＋用碳酸鈉除去，Mg2＋用氫氧化鈉除去，SO42－用氯化鋇除去，最后加入鹽酸酸化。但由于過量的氯化鋇要用碳酸鈉來除，所以碳酸鈉必需放在氯化鋇的后面，而氫氧化鈉可以隨意調(diào)整,答案選D。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H+放電，是陰極，B處產(chǎn)生的氣體是H2；E電極是陽極，溶液中氯離子放電產(chǎn)生氯氣，則A處產(chǎn)生氯氣。電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

（4）溶解氯與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)，Cl2變成Cl-，亞硫酸鈉變成硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3＋Cl2＋H2O＝Na2SO4＋2HCl。

（5）該電解槽的電解效率＝.