Question

氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某氯碱工业生产原理示意图：

（1）A装置所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去食盐水中的Mg²⁺和Ca²⁺，要加入的试剂分别为___________、___________。

（2）写出装置A在通电条件下反应的化学方程式______________。

（3）氯碱工业是高耗能产业，按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中Y是___（填化学式）；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式是：______________。

②分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小___________。

③若用B装置作为A装置的辅助电源，每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2 L时，则B装置可向A装置提供的电量约为______________（一个e^-的电量为1.60×10^-19C；计算结果精确到0.01）。

Answer

NaOH溶液 Na2CO3溶液 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ H2 2OH-＋Cl2＝ClO-＋Cl-＋H2O b％＞a％ 1.93×105C

【解析】

（1）除去杂质不能引入新的杂质，即除去Mg2＋用NaOH，除去Ca2＋用Na2CO3；答案：NaOH溶液 ； Na2CO3溶液。

（2）根据生产流程示意图，装置A是电解池装置，电解饱和食盐水，因此化学反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；答案：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

（3）①装置A右端产生NaOH溶液，说明左端电极是阴极，发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氢气，装置A的左端是阳极，发生2Cl－－2e－=Cl2↑，X为Cl2，和NaOH溶液的反应式Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。

②装置B中通氧气的一极为正极，环境是NaOH，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，产生NaOH，因此b%>a%。答案：b%>a%。

③两者装置通过的电量相等，即转移的电量是：11.2×4×6.02×1023×1.6×10－19/22.4C=1.93×105C。答案：1.93×105C。