Question

【化学——选修2：化学与技术】

离子交换膜法为日前普遍使用的制碱技术，其生产流程如图l所示：

(l)氯碱工业中需用精制的食盐水，精制食盐水的目的是    。由于粗盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等无机杂质，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____

（2）该流程中可以循环的物质是____。（写物质名称）

（3）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____ 。

（4）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____，c电极的名称是____。采用无隔膜电解食盐水时，Cl₂与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H₂，相应的化学方程式为____。

（5）已知在电解槽中，每小时通过I安培的直流电可以产生a克的烧碱。某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液6吨，电解槽的电流强度c安，该电解槽的电解效率为____（用含a、b、c的代数式表示）。

Answer

（1）防止隔膜都塞，提高产品的纯度, Ca2++CO32-=CaCO3↓，Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓； （2）氯化钠、氢氧化钠；（3）Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl；（4）氢气，阳极，NaCl+ H2ONaClO+H2↑；（5）

【解析】

试题分析：（1）氯碱工业即电解饱和食盐水，制备氢氧化钠、氯气、氢气的反应，电解过程中要用到阳离子交换膜，防止隔膜堵塞，同时也为了提高产品的纯度，所以要用精制得食盐水，粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质，所以需要用氢氧化钠除去镁离子，用碳酸钠除去钙离子，反应的离子方程式为：Ca2++CO32-=CaCO3↓，Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓，答案为：防止隔膜都塞，提高产品的纯度, Ca2++CO32-=CaCO3↓，Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓； （2）从流程图中可以看出可以循环用的物质的有氯化钠、氢氧化钠，答案为：氯化钠、氢氧化钠；（3）亚硫酸钠和氯气发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化氢，反应方程式为：Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl，答案为：Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl；（4）电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向B极，所以B极是阴极产生的气体是氢气，C电极是阳极，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为：NaCl+ H2ONaClO+H2↑，答案为：氢气，阳极，NaCl+ H2ONaClO+H2↑；（5）m（NaOH）=b×106g×32%=3.2b×104g，则理论上需要电流量为I=（3.2b×104g）/aA，实际消耗电量为300×8c=2400cA，该电解池的电解效率为：[（3.2b×104g）/a]/2400c=，答案为：

考点：考查物质的分离提纯、电解反应原理