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(jī)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）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A處產(chǎn)生的氣體是 ， F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1A的直流電理論上可以產(chǎn)生1.492g的燒堿，某工廠用300個電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8h，制得32%的燒堿溶液（密度為1.342t/m3）113m3 ， 電解槽的電流強(qiáng)度1.45×104A，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）D；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﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣
（4）Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl
（5）93.45%
【解析】解：（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，所以答案是：氯化鈉、氫氧化鈉；（2）①先加入足量的NaOH，除去鎂離子；然后加入過量BaCl2 ， 除去SO42﹣、CO32﹣；再加入過量Na2CO3 除去Ca2+和過量的Ba2+；過濾后，濾液中加入過量的鹽酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氫氧化鈉中的氫氧根，最后加熱除去剩余的氯化氫，也可先加BaCl2 ， 再加入NaOH，但應(yīng)保證，最后依次加入Na2CO3、HCl，為了將多余的雜質(zhì)除掉，碳酸鈉必須放在氯化鋇的后面，故D錯誤，
所以答案是：D；②處理后的鹽水中還含有少量雜質(zhì)離子Mg2+、Ca2+ ， 堿性條件下會生成沉淀，對裝置中的交換膜產(chǎn)生影響，
所以答案是：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）電解池中，陽離子鈉離子移向陰極，所以B是電源的負(fù)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：2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣ ， 所以答案是：H2；陽極；2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣；（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，所以答案是：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 =3.252×107A，
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 ×100%=93.45%，
所以答案是：93.45%．