【題目】離子交換膜法為目前普遍使用的制堿技術(shù),其生產(chǎn)流程如圖l所示:

(1)氯堿工業(yè)中需用精制的食鹽水,精制食鹽水的目的是_________________________________。由于粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、等無(wú)機(jī)雜質(zhì),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_______________________________。

(2)該流程中可以循環(huán)的物質(zhì)是__________。(寫(xiě)物質(zhì)名稱(chēng))

(3)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_(kāi)__________________________。

(4)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(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__________,C電極的名稱(chēng)是__________。采用無(wú)隔膜電解食鹽水時(shí),Cl2與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。

(5)已知在電解槽中,每小時(shí)通過(guò)I安培的直流電可以產(chǎn)生a克的燒堿。某工廠用300個(gè)電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8小時(shí),制得32%的燒堿溶液b噸,電解槽的電流強(qiáng)度c安,該電解槽的電解效率為_(kāi)_________(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

【答案】(1)防止隔膜堵塞,提高產(chǎn)品的純度 Ca2++CaCO3↓、Mg2++2OHMg(OH)2

(2)氯化鈉、氫氧化鈉

(3)Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl

(4)氫氣 陽(yáng)極 NaCl+ H2ONaClO+H2

(5)

【解析】(1)氯堿工業(yè)即電解飽和食鹽水,制備氫氧化鈉、氯氣、氫氣的反應(yīng),電解過(guò)程中要用到陽(yáng)離子交換膜,防止雜質(zhì)離子產(chǎn)生的沉淀堵塞隔膜,同時(shí)也為了提高產(chǎn)品的純度,所以要用精制的食鹽水,粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+等無(wú)機(jī)雜質(zhì),所以需要用氫氧化鈉除去鎂離子,用碳酸鈉除去鈣離子,反應(yīng)的離子方程式為:Ca2++CaCO3↓,Mg2++2OHMg(OH)2↓,答案為:防止隔膜堵塞,提高產(chǎn)品的純度, Ca2++CaCO3↓,Mg2++2OHMg(OH)2↓;

(2)從流程圖中可以看出可以循環(huán)用的物質(zhì)的有氯化鈉、氫氧化鈉,答案為:氯化鈉、氫氧化鈉;

(3)亞硫酸鈉和氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫酸鈉和氯化氫,反應(yīng)方程式為:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl,答案為:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl;

(4)電解池中陽(yáng)離子移向陰極,鈉離子移向B極,所以B極是陰極,產(chǎn)生的氣體是氫氣,C電極是陽(yáng)極。Cl2與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式為:NaCl+ H2ONaClO+H2↑,答案為:氫氣,陽(yáng)極,NaCl+ H2ONaClO+H2↑;

(5)m(NaOH)=b×106 g×32%=3.2b×104 g,則理論上需要電流量為I=(3.2b×104 g)/a A,實(shí)際消耗電量為300×8c=2400c A,該電解池的電解效率為:[(3.2b×104 g)/a]/2400c=,答案為:

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知:氧化性:Cl2> Br2O2 > I2,NH3+3CuO3Cu + 3H2O + N2

l)電解過(guò)程中,A 裝置中可觀察到的現(xiàn)象是__________。

2)請(qǐng)選用上述儀器,組裝一套檢驗(yàn)產(chǎn)生氫氣的裝置:_________[按氣流方向(用“→”表示),用小寫(xiě)字母表示,裝置不重復(fù)使用]。

3)某同學(xué)認(rèn)為將E換成裝有堿石灰的燥管也可以達(dá)到相同效果,乙同學(xué)認(rèn)為不合理,其理由是________________。

4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體成分(除水蒸氣外)。(所選的試劑用字母編號(hào)代替)限選試劑:A、3mol/LNaOH溶液 B、品紅 C、酸化的淀粉-KI溶液 D、KBr溶液

操作

現(xiàn)象和結(jié)論

將混合氣體依次通________

__________________

5)電解結(jié)束后,加熱電解液將NH3完全蒸出,并用水吸收形成200.00mL溶液,取出其20.00mL加指示劑后用標(biāo)準(zhǔn)濃度為c mol/L的鹽酸溶液滴定,消耗鹽酸V mL則電解制得NH3的產(chǎn)率_________用化簡(jiǎn)為整數(shù)的含w 、c V的代數(shù)式表示)。

6)若實(shí)驗(yàn)時(shí)反接了正負(fù)極,則X極的電極方程式為______________。

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