Question

【题目】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，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）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1A的直流电理论上可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8h，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342t/m3）113m3 ， 电解槽的电流强度1.45×104A，该电解槽的电解效率为（保留两位小数）．

Answer 1

【答案】
（1）氯化钠、氢氧化钠
（2）D；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）H2；阳极；2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣
（4）Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl
（5）93.45%
【解析】解：（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，所以答案是：氯化钠、氢氧化钠；（2）①先加入足量的NaOH，除去镁离子；然后加入过量BaCl2 ， 除去SO42﹣、CO32﹣；再加入过量Na2CO3 除去Ca2+和过量的Ba2+；过滤后，滤液中加入过量的盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，也可先加BaCl2 ， 再加入NaOH，但应保证，最后依次加入Na2CO3、HCl，为了将多余的杂质除掉，碳酸钠必须放在氯化钡的后面，故D错误，
所以答案是：D；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，
所以答案是：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 Cl2↑+H2↑+2OH﹣ ， 所以答案是：H2；阳极；2Cl﹣+2H2O 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，所以答案是：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 =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 ×100%=93.45%，
所以答案是：93.45%．