Question

【化学—选修2:化学与技术】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，其生产流程如右图所示：

（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⁺、SO等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，得到精制饱和食盐水。

①第一次精制过程中所加除杂试剂顺序不合理的是       

A．BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、HCl     B．BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH、HCl

C．NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、HCl     D．Na₂CO₃、BaCl₂、NaOH、HCl

②一次精制后的食盐水仍会有少量的Ca²⁺、Mg²⁺，需要送入阳离子交换塔进行二次精制，若不经过二次精制，直接进入离子膜电解槽，这样会产生什么后果        。

（3）右图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A处产生的气体是          ，F电极的名称是            。电解总反应的离子方程式为                           。

（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 A的直流电理论上可以产生1.492 g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8 h，制得32%的烧碱溶液(密度为1.342 t/m³)113 m³，电解槽的电流强度1.45 ×10⁴ A，该电解槽的电解效率为                   （保留两位小数）。

Answer

（1）氯化钠、氢氧化钠（2）①D；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）Cl2；阴极；2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

（4）Na2SO3＋Cl2＋H2O＝Na2SO4＋2HCl；（5）93.46%

【解析】

试题分析：（1）从题给工艺流程图可判断，未电解的NaCl和产物NaOH可以循环使用。

（2）Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钠除去，SO42－用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面，而氢氧化钠可以随意调整,答案选D。由于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，所以若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜。

（3）图中Na+由左侧通过离子交换膜进入右侧，说明F电极为H+放电，是阴极，B处产生的气体是H2；E电极是阳极，溶液中氯离子放电产生氯气，则A处产生氯气。电解总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

（4）溶解氯与亚硫酸钠溶液反应，Cl2变成Cl-，亚硫酸钠变成硫酸钠，反应的化学方程式为Na2SO3＋Cl2＋H2O＝Na2SO4＋2HCl。

（5）该电解槽的电解效率＝.

考点：考查氯碱工业的物质转化流程和电解原理的应用。

考点：考查