摘要: 考虑工业上电解食盐水.某电解槽的内阻为0.0008Ω.外加电压为4.0V.电流为2000A.每小时从电解槽阴极区流出27.46kg溶液.内含NaOH 10%.NaCl 13%. 1) 求NaCl的转化率 2) 求该生产过程的电流效率 3) 求该生产过程的能量效率
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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,其生产流程如图1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)图2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 .
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(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)图2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
(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
(1)某种粗盐含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO
2- 4 |
粗盐溶解
| 加入试剂 |
| 过滤 |
| 适量盐酸 |
| 蒸发、结晶、烘干 |
提供的试剂有:a.饱和Na2CO3溶液 b.饱和K2CO3溶液
c.NaOH溶液 e.Ba(NO3)2溶液 d.BaCL2溶液
①欲除去粗盐溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO
2- 4 |
dca(或dac,或cda)
dca(或dac,或cda)
②蒸发时所用玻璃棒的作用是
搅拌,防止液体飞溅
搅拌,防止液体飞溅
,蒸发操作即将结束,当溶液中有大量晶体析出
溶液中有大量晶体析出
时,停止加热,熄灭酒精灯.(2)食盐是工业上生产氯气和烧碱的重要原料.右图是工业上电解饱和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).
①B处出口产生的物质是
H2
H2
;G处进口的物质是精制的饱和食盐水
精制的饱和食盐水
.电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
| ||
2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
.
| ||
②如果开始就将直流电源的正负极与电极接反了,通电几分钟,在电极F附近可以观察到的现象是
溶液中产生白色沉淀,随后沉淀变为灰绿色,甚至变为红褐色,碳钢网电极被腐蚀
溶液中产生白色沉淀,随后沉淀变为灰绿色,甚至变为红褐色,碳钢网电极被腐蚀
.(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水(离子交换膜更换为搅拌器),可制取次氯酸钠溶液作消毒液.实验室在常温下电解饱和食盐水v1mL(密度为ρg/cm3),当收集到v2L标准状况下的H2时,理论上所得混合溶液中次氯酸钠的质量分数计算式为
| ||
ρV1-
|
| ||
ρV1-
|
①电解一段时间后,B中出现浑浊现象,请用离子方程式表示原因
Cl2+S2-=2Cl-+S↓
Cl2+S2-=2Cl-+S↓
.此时电极a附近的现象为
有无色气泡产生,溶液出现浑浊
有无色气泡产生,溶液出现浑浊
,因此工业上电解所用的食盐水需精制.②随反应的进行,C中溶液红色褪去,主要原因有两种可能.请按要求填写表格.
| 假设 | 主要操作 | 现象 | 结论 |
| 假设1: | |||
| 假设2:可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色 |
请回答:
①气体X的化学式为
Cl2
Cl2
,反应II的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
.②在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质.用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量(g/L),实验过程中应测定的数据有
苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量
苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量
.③电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水,当浓度下降到20%时,收集到氯气的物质的量为
97.7mol
97.7mol
(溶于溶液中的氯气忽略不计,计算结果保留一位小数).下列有关说法正确的是( )
| A、反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)在高温下可自发进行,则该反应的△H>0 | B、工业上电解饱和食盐水时,以石墨作阴极,铁棒作阳极 | C、常温下,0.1mol?L-1 CH3COOH溶液pH=1 | D、常温下,在AgCl悬浊液中加入少量NaCl饱和溶液,c(Ag+)减小,Ksp(AgCl) 减小 |