Question

【題目】氯堿工業是以電解飽和食鹽水為基礎的基本化學工業。下圖是某氯堿工業生產原理示意圖：

（1）A裝置所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時，為除去食鹽水中的Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為___________、___________。

（2）寫出裝置A在通電條件下反應的化學方程式______________。

（3）氯堿工業是高耗能產業，按上圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節（電）能30％以上，且相關物料的傳輸與轉化關系如圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。

①圖中Y是___（填化學式）；X與稀NaOH溶液反應的離子方程式是：______________。

②分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a％與b％的大小___________。

③若用B裝置作為A裝置的輔助電源，每當消耗標準狀況下氧氣的體積為11.2 L時，則B裝置可向A裝置提供的電量約為______________（一個e-的電量為1.60×10-19C；計算結果精確到0.01）。

Answer 1

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

【解析】

（1）除去雜質不能引入新的雜質，即除去Mg2＋用NaOH，除去Ca2＋用Na2CO3；答案：NaOH溶液 ； Na2CO3溶液。

（2）根據生產流程示意圖，裝置A是電解池裝置，電解飽和食鹽水，因此化學反應方程式為：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；答案：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

（3）①裝置A右端產生NaOH溶液，說明左端電極是陰極，發生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氫氣，裝置A的左端是陽極，發生2Cl－－2e－=Cl2↑，X為Cl2，和NaOH溶液的反應式Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。

②裝置B中通氧氣的一極為正極，環境是NaOH，因此正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，產生NaOH，因此b%>a%。答案：b%>a%。

③兩者裝置通過的電量相等，即轉移的電量是：11.2×4×6.02×1023×1.6×10－19/22.4C=1.93×105C。答案：1.93×105C。