Question

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）右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

（1）氯化钠  氢氧化钠
（2）Ca²⁺+ CO₃^2－ = 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：氯碱工业的电解原理是2Cl^－＋2H₂OCl₂↑＋H₂↑＋2OH^－。(1)从图上看未电解的NaCl和产物NaOH可以循环使用。（2）粗盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－等无机杂质，一次精制时加入纯碱和烧碱，其中CO₃^2-使Ca²⁺沉淀，OH^－使Mg²⁺沉淀；用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg²⁺、Ca²⁺，若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜。
（3）图中Na⁺由左侧通过离子交换膜进入右侧，说明F电极为H⁺放电，是阴极，B处产生的气体是H₂；
E电极是阳极。电解总反应的离子方程式即电解原理。
（4）溶解氯与亚硫酸钠溶液反应，Cl₂变成Cl^-，亚硫酸钠变成硫酸钠，注意水参与了反应。
（5）
考点：氯碱工业的物质转化流程和电解原理的应用。