Question

（14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+、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：                   ，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）Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ ，Mg2+ + 2OH－ = Mg(OH)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）H2，阳极 ， 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－

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

（5）93.46%

【解析】

试题分析：(1)由流程图可知，该流程中循环使用的物质为氯化钠 、氢氧化钠；（2）粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等无机杂质，由流程图可知，第一次精制，加入了烧碱和纯碱，故发生反应为：Ca2++ CO32－ = CaCO3↓ ，Mg2+ + 2OH－ = Mg(OH)2↓；若不经过二次精制，则盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜；（3）由图像中Na+移动方向可知，E电极为阳极，F电极为阴极，A处发生反应：2Cl—-2e—=Cl2↑，B处发生反应：2H＋+2e—= H2↑，总反应为：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2 OH－；（4）由题意可知，利用Na2SO3还原性除去氧化性物质Cl2，故方程式为：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%=4.85×107g，则理论上需要电流量为4.85×107g÷1.492g=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3.252÷3.48×100%=93.46%。

考点：化学工艺流程题。