(2014•海南模拟)氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图1所示:

(2014•海南模拟)氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图1所示:
(1)该流程中可以循环的物质是______.
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果______.
(3)图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成).则B处产生的气体是______,E电极的名称是______.电解总反应的离子方程式为
2Cl-+2H2O
电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-

(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为______.
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45×104A,该电解槽的电解效率为______.
麦芽拔拔拔 1年前 已收到1个回答 举报

天慈-- 春芽

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解题思路:(1)根据工艺流程图结合电解工艺的原料以及产物知识来判断;
(2)除去钙离子使用碳酸钠试剂,除去镁离子使用氢氧化钠试剂,根据处理后的盐水中还含有少量杂质离子对装置的影响角度来回答;
(3)电解池中,阳离子移向阴极,根据电极反应确定产物,根据电解池的工作原理来书写方程式;
(4)氯气具有氧化性,能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠;
(5)计算生成NaOH的质量,根据理论耗电量和实际耗电量计算.

(1)根据工艺流程图结中用到的原料以及产物,可以知道氯化钠、氢氧化钠是可以循环使用的,故答案为:氯化钠、氢氧化钠;
(2)除去钙离子使用碳酸钠试剂,Ca2++CO32-=CaCO3↓除去镁离子使用氢氧化钠试剂,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,处理后的盐水中还含有少量杂质离子Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,对装置中的交换膜产生影响,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜;
(3)电解池中,阳离子钠离子移向阴极,所以B是电源的负极,A是正极,E是阳极,在阴极上产生的是氢气,电解饱和食盐水的原理方程式为:2Cl-+2H2O

电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:H2;阳极;2Cl-+2H2O

电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-
(4)氯气具有氧化性,能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,即Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl,故答案为:Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl;
(5)烧碱溶液质量为1.342×103kg/m3×113m3=1.516×105kg,
m(NaOH)=1.516×105kg×32%=4.85×104kg,
则理论上需要电流量为
4.85×107g
1.492g=3.252×107A,
则实际上耗电量为1.45×104A×8×300=3.48×107A,
该电解槽的电解效率为[3.252/3.48]×100%=93.45%,
故答案为:93.45%.

点评:
本题考点: 氯碱工业;电解原理.

考点点评: 本题以氯碱工业为载体,考查学生生化学工艺流程题的解题方法知识,注意电解池的工作原理的灵活应用是关键,难度不大.

1年前

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