Question

（选考）【化学一一化学与技术】（15分）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，其生产流程如下图所示：

（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⁺、SO₄^2－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）下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）氯化钠 氢氧化钠（2分） （2）Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ Mg2+ + 2OH－ = Mg（OH）2↓ （2分）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（2分）。 （3）H2 阳极 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－（4分）

（4）Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl（2分） （5）93．46%（3分）

【解析】

试题分析：（1）电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠，因此氢氧化钠可以循环使用。食盐水通过两次精制后得到氯化钠，因此氯化钠也可以循环使用。

（2）一次精制时加入烧碱和碳酸钠，则发生的离子方程式为Ca2++ CO32－ = CaCO3↓、Mg2+ + 2OH－ = Mg（OH）2↓。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，所以食盐水需要经过二次精制。

（3）钠离子向B侧移动，这说明该侧电极时阴极，溶液中的氢离子放电产生氢气。右侧是阳极，则E电极的名称是阳极。电解总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－。

（4）氯气具有氧化性能氧化亚硫酸钠，反应的化学方程式为Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl。

（5）制得32%的烧碱溶液（密度为1．342吨/m3）113m3，则溶液中氢氧化钠质量为1.342×103kg/m3×113m3×32%=4.85×104kg＝4.85×107g，每小时通过1安培的直流电可以产生1．492g的烧碱，则理论上需要电流量为4.85×107g÷1．492g＝3.252×107A，实际上耗电量为1.45×104A×8×300=3.48×107A，则该电解槽的电解效率为。

考点：考查化学与技术模块的分析与应用