Question

工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。

（1）题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是     ；NaOH溶液的出口为       （填字母）；精制饱和食盐水的进口为       （填字母）；干燥塔中应使用的液体是      。

（2）多晶硅主要采用SiHCl₃还原工艺生产，其副产物SiCl₄的综合利用收到广泛关注。

①SiCl₄可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl₄与H₂和O₂反应，产物有两种，化学方程式为                                     。

②SiCl₄可转化为SiHCl₃而循环使用。一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：

   3 SiCl₄（g）+2H₂（g）+Si（s）4SiHCl₃（g）

达平衡后，H₂与SiHCl₃物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H₂全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为   kg。

（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气      （标准状况）。

Answer 1

（1）①氯气；a；d；浓硫酸

（2）①SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl②0.35

（3）134.4

解析:

（1）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^—、OH^—放电，Cl^—的放电能力强于OH^—，阳极发生的方程式为：2Cl^——2e^—===Cl₂↑；阴极：2H⁺+2e^—===H₂↑；总反应为：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。H₂、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl₂在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，选d；要干燥Cl₂需要用酸性干燥剂H₂SO₄或P₂O₅等，中性干燥剂无水CaCl₂。

（2）①SiCl₄与H₂和O₂反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可。发生的化学方程式为：SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl。

②          由3 SiCl₄（g）+2H₂（g）+Si（s）4SiHCl₃（g）

起始量（mol）                n                    0

变化量（mol）     3x         2x       x           4x

平衡量（mol）                n—2x                4x

4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，n—2x=0.140mol/L20L=2.8mol，n=3.0mol，由2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH，（2×58.5）g：1mol=m（NaCl）g：3mol；m（NaCl）=351g=0.351kg。

(3)由NaCl转化为NaClO₃，失去电子数为6，H₂O转化为H₂，得到的电子数为2，设产生的H₂体积为V，由得失电子守恒有：

6×；V=134.4m³。