13.(2011北京高考26,14分)

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:

 

(1)溶液A的溶质是           ;

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是                ;

(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用        ;

(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。

 

 

精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):

①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是   。

②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是  

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有   

④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ,则处理10m3 盐水b ,至多添加10% Na2SO3溶液     kg(溶液体积变化忽略不计)。

解析:(1)电解时在电极的作用下,溶液中的阳离子向阴极作定向运动,阴离子向阳极作定向运动,所以电解饱和食盐水时Na+和H+向阴极运动并放电,但H+比Na+易得电子,所以H+首先放电,方程式为2H++2e-=H2↑。由于H+是水电离出的,所以随着H+的不断放电,就破坏了阴极周围水的电离平衡,OH-的浓度就逐渐增大,因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl-比OH-易失电子,所以在阳极上CI-首先放电,方程式为2Cl--2e-=Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。

(2)见解析(1)

(3)由于阳极上生成氯气,而氯气可溶于水,并发生下列反应Cl2+H2OHCl+HClO,根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的溢出。

(4)由于溶液中含有Mg2+,所以用溶液A(即NaOH)调节溶液的pH时,会产生Mg(OH)2沉淀,即盐泥a中还含有Mg(OH)2;淡盐水中含有氯气,氯气具有强氧化性,可将NH4+氧化为N2,而氯气被还原成Cl-,方程式为2NH4++3Cl2+8OH-=8H2O+6Cl-+N2↑;沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小,所以加入BaCO3后,溶液中的SO42-就结合Ba2+生成更难溶的BaSO4沉淀,同时溶液中还存在Ca2+而CaCO3也属于难溶性物质,因此还会生成CaCO3沉淀;NaClO具有强氧化性,可将Na2SO3氧化成Na2SO4,方程式为Na2SO3+NaClO=Na2SO4+NaCl。10m3 盐水b中含NaClO的物质的量为,由方程式可知消耗Na2SO3的质量为1mol×126g/mol=126g。若设需要10% Na2SO3溶液的质量为X,则有,解得x=1760g,即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。

答案:(1)NaOH

(2)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑

(3)氯气与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度可使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的溢出。

(4)①Mg(OH)2

   ②2NH4++3Cl2+8OH-=8H2O+6Cl-+N2↑

③SO42-、Ca2+

④1.76

 0  115496  115504  115510  115514  115520  115522  115526  115532  115534  115540  115546  115550  115552  115556  115562  115564  115570  115574  115576  115580  115582  115586  115588  115590  115591  115592  115594  115595  115596  115598  115600  115604  115606  115610  115612  115616  115622  115624  115630  115634  115636  115640  115646  115652  115654  115660  115664  115666  115672  115676  115682  115690  447090 

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