Question

氯堿工業(yè)是最基本的化學工業(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⁺、SO₄^2－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    ，若食鹽水不經(jīng)過二次精制就直接進入離子膜電解槽會產(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

（1）氯化鈉  氫氧化鈉
（2）Ca²⁺+ CO₃^2－ = CaCO₃↓   Mg²⁺ + 2OH^－ = Mg(OH)₂↓ 用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜。
（3）H₂　陽極   2Cl^－＋2H₂OCl₂↑＋H₂↑＋2 OH^－
（4）Na₂SO₃ + Cl₂ + H₂O = Na₂SO₄ + 2HCl
（5）93.46%

解析試題分析：氯堿工業(yè)的電解原理是2Cl^－＋2H₂OCl₂↑＋H₂↑＋2OH^－。(1)從圖上看未電解的NaCl和產(chǎn)物NaOH可以循環(huán)使用。（2）粗鹽水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－等無機雜質(zhì)，一次精制時加入純堿和燒堿，其中CO₃^2-使Ca²⁺沉淀，OH^－使Mg²⁺沉淀；用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，若食鹽水不經(jīng)過二次精制就直接進入離子膜電解槽，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。電解總反應(yīng)的離子方程式即電解原理。
（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，注意水參與了反應(yīng)。
（5）
考點：氯堿工業(yè)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程和電解原理的應(yīng)用。