Question

氯堿工業(yè)中用離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程示意圖如下：

依據(jù)上圖完成下列填空：

(1)與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為____________________；與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液的pH________(填“不變”、“升高”或“降低”)。

(2)工業(yè)食鹽含Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋等雜質(zhì)，精制過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________________。

(3)如果粗鹽中含量較高，必須添加鋇試劑除去，該鋇試劑可以是________(填字母代號)。

a．Ba(OH)₂　　 b．Ba(NO₃)₂　　 c．BaCl₂

(4)為有效除去Ca^2＋、Mg^2＋、，加入試劑的合理順序為________(填字母代號)。

a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加鋇試劑

b．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃

c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃

(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過______、冷卻、______(填寫操作名稱)除去NaCl。

(6)由圖示可知用離子交換膜法電解制堿工藝中________產(chǎn)品可循環(huán)使用。

(7)已知NaCl在60 ℃的溶解度為37.1 g，現(xiàn)電解60 ℃精制飽和食鹽水1371 g，經(jīng)分析，電解后溶液密度為1.37 g·cm^－3，其中含有20 g NaCl，則電解后NaOH的物質(zhì)的量濃度為________mol·L^－1。

 

Answer 1

【答案】

(1)2Cl^－－2e^－===Cl₂↑　升高

(2)Ca^2＋＋ ===CaCO₃↓；Mg^2＋＋2OH^－===Mg(OH)₂↓；Fe^3＋＋3OH^－===Fe(OH)₃↓

(3)ac　(4)bc　(5)蒸發(fā)　過濾

(6)NaCl(或淡鹽水)　(7)7.14

【解析】

試題分析：本題以氯堿工業(yè)為主線突出考查了元素及其化合物這一主干知識，通過本題的解答需要明確以下幾點(diǎn)：(1)在電解飽和NaCl溶液時，電解池陰極附近溶液的pH為什么會升高？這是因為當(dāng)電解時Na^＋、H^＋趨向陰極，而H^＋放電能力比Na^＋強(qiáng)，故H^＋在陰極放電：2H^＋＋2e^－===H₂↑，而H^＋在陰極不斷放電打破了水的電離平衡，使陰極附近溶液中c(OH^－)>c(H^＋)，故電解一段時間后陰極因生成NaOH而使溶液的pH升高。

(2)離子交換膜法電解制堿技術(shù)是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向，同以前無隔膜法電解制堿技術(shù)相比避免了Cl₂進(jìn)入陰極區(qū)與NaOH溶液接觸發(fā)生如下反應(yīng)：Cl₂＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H₂O，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

考點(diǎn)：考查氯堿工業(yè)的判斷、物質(zhì)的除雜、實驗基本操作以及化學(xué)計算

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生氯堿工業(yè)的有關(guān)知識，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大。這類題目是通過對某種重要化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程圖的分析，以物質(zhì)的制備、分離、提純?yōu)樵囶}環(huán)境，以元素化合物知識、實驗基本操作、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)化學(xué)平衡原理、水解原理、綠色化學(xué)觀點(diǎn)、安全生產(chǎn)的知識為考查目標(biāo)，以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分析、綜合、解決及經(jīng)濟(jì)的視角分析實際生產(chǎn)中的各種問題為考查能力目標(biāo)。