Question

（14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(xiě)出一次精制中發(fā)生的離子方程式： ，若食鹽水不經(jīng)過(guò)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）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(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(chēng)是 。電解總反應(yīng)的離子方程式為 。

（4）從陽(yáng)極槽出來(lái)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(guò)1安培的直流電可以產(chǎn)生1.492g的燒堿，某工廠(chǎng)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）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+，堿性條件下會(huì)生成沉淀，損害離子交換膜。

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

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

（5）93.46%

【解析】

試題分析：(1)由流程圖可知，該流程中循環(huán)使用的物質(zhì)為氯化鈉 、氫氧化鈉；（2）粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，由流程圖可知，第一次精制，加入了燒堿和純堿，故發(fā)生反應(yīng)為：Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ ，Mg2+ + 2OH－ = Mg(OH)2↓；若不經(jīng)過(guò)二次精制，則鹽水中還含有少量Mg2+、Ca2+，堿性條件下會(huì)生成沉淀，損害離子交換膜；（3）由圖像中Na+移動(dòng)方向可知，E電極為陽(yáng)極，F(xiàn)電極為陰極，A處發(fā)生反應(yīng)：2Cl—-2e—=Cl2↑，B處發(fā)生反應(yīng)：2H＋+2e—= H2↑，總反應(yīng)為：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－；（4）由題意可知，利用Na2SO3還原性除去氧化性物質(zhì)Cl2，故方程式為：Na2SO3+Cl2+H2O = Na2SO4+2HCl；(5)燒堿溶液質(zhì)量為1.342×103kg/m3×113m3=1.516×105kg，m（NaOH）=1.516×105kg×32%=4.85×107g，則理論上需要電流量為4.85×107g÷1.492g=3.252×107A，則實(shí)際上耗電量為1.45×104A×8×300=3.48×107A，該電解槽的電解效率為3.252÷3.48×100%=93.46%。

考點(diǎn)：化學(xué)工藝流程題。