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，写出一次精制中发生的离子方程式___。

（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____。

（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___。

Answer 1

【答案】氯化钠、氢氧化钠 Ca2++CO32－=CaCO3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓ H2 阳极 Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl 93.46%

【解析】

（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）除去钙离子选用碳酸钠溶液、除去镁离子选用氢氧化钠溶液写出离子方程式；

（3）电解池中，阳离子移向阴极，根据钠离子移动方向确定阴阳极，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；

答案：氯化钠、氢氧化钠；

（2）除去钙离子选用碳酸钠溶液、除去镁离子选用氢氧化钠溶液，离子方程式为Ca2++CO32－=CaCO3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓；

（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：，B处产生氢气；

（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；

（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=3.252×107，则实际上耗电量为1.45×104×8×300=3.48×107，该电解槽的电解效率为×100%=93.46%。