Question

請回答氯堿的如下問題：

（1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k（質量比）生成的產品。理論上k＝_______（要求計算表達式和結果）;

（2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2－等雜質，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na₂CO₃、②HCl（鹽酸）③BaCl₂，這3種試劑添加的合理順序是______________（填序號）

（3）氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節（電）能30％以上。在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示，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X、Y分別是_____、_______（填化學式），分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a％與b％的大小_________;

②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發生的電極反應正極：______; 負極：_____;

③這樣設計的主要節（電）能之處在于（寫出2處）____________、____________。

Answer 1

（1）k=M(Cl₂)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89（2）③①② （3）①Cl₂  H₂   a％小于b％  ②O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^-     H₂－2e^-+2OH^-＝2H₂O  ③燃料電池可以補充電解池消耗的電能；提高產出堿液的濃度；降低能耗（其他合理答案也給分）

解析:

（1）只要了解電解飽和食鹽水的化學方程式2NaCl+2H₂O     2NaOH+H₂↑+Cl₂↑即可得到，k=M(Cl₂)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89；（2）只要抓住除鋇離子要放在除碳酸根離子前即可得到順序關系：③①②；（3）本題突破口在于B燃料電池這邊，通空氣一邊為正極（還原反應），那么左邊必然通H₂，這樣Y即為H₂ ；再轉到左邊依據電解飽和食鹽水的化學方程式可知唯一未知的就是X，必然為Cl₂了；A中的NaOH進入燃料電池正極再出來，依據O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^-  可知NaOH+濃度增大。