Question

【題目】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____。

（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﹣等無機雜質(zhì)，所以在進入電解槽前需要進行兩次精制，寫出一次精制中發(fā)生的離子方程式___。

（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___，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，電解槽的電流強度1.45×104A，該電解槽的電解效率為___。

Answer 1

【答案】氯化鈉、氫氧化鈉 Ca2++CO32－=CaCO3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓ H2 陽極 Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl 93.46%

【解析】

（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）除去鈣離子選用碳酸鈉溶液、除去鎂離子選用氫氧化鈉溶液寫出離子方程式；

（3）電解池中，陽離子移向陰極，根據(jù)鈉離子移動方向確定陰陽極，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；

（5）計算生成NaOH的質(zhì)量，根據(jù)理論耗電量和實際耗電量計算。

（1）根據(jù)工藝流程圖結(jié)中用到的原料以及產(chǎn)物，可以知道氯化鈉、氫氧化鈉是可以循環(huán)使用的；

答案：氯化鈉、氫氧化鈉；

（2）除去鈣離子選用碳酸鈉溶液、除去鎂離子選用氫氧化鈉溶液，離子方程式為Ca2++CO32－=CaCO3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓；

（3）電解池中，陽離子鈉離子移向陰極，所以B是電源的負極，A是正極，E是陽極，在陰極上產(chǎn)生的是氫氣，電解飽和食鹽水的原理方程式為：，B處產(chǎn)生氫氣；

（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；

（5）燒堿溶液質(zhì)量為1.342×103kg/m3×113m3=1.516×105kg，m(NaOH)=1.516×105kg×32%=4.85×104kg，則理論上需要電流量為=3.252×107，則實際上耗電量為1.45×104×8×300=3.48×107，該電解槽的電解效率為×100%=93.46%。