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氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示:(1)由于生成的氯气可溶于水,并发生下列反应Cl2+H2O?HCl+HClO,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 ;(2)电解所用的盐水需精制.去除食盐水中含有的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)].精致流程如下(淡盐水和溶液A来上述电解池):①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是 .②过程Ⅰ中Cl2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c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L,若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,最多添加10%Na2SO3溶液的质量为多少kg?(加入溶液引起的体积变化忽略不计,请写出解题步骤). .试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示:
(1)由于生成的氯气可溶于水,并发生下列反应Cl
2
+H
2
O?HCl+HClO,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
;
(2)电解所用的盐水需精制.去除食盐水中含有的Ca
2+
、Mg
2+
、NH
4
+
、SO
4
2-
[c(SO
4
2-
)>c(Ca
2+
)].精致流程如下(淡盐水和溶液A来上述电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是
.
②过程Ⅰ中Cl
2
将NH
4
+
转化为N
2
的离子方程式是
.
③BaSO
4
的溶解度比BaCO
3
的小,过程Ⅱ中除去的离子有
.
④经过程Ⅲ处理,要求盐水c中剩余Na
2
SO
3
的含量小于5mg/L,若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m
3
盐水b,最多添加10%Na
2
SO
3
溶液的质量为多少kg?(加入溶液引起的体积变化忽略不计,请写出解题步骤).
.
试题解答
氯气在水中存在平衡为Cl
2
+H
2
O?HCl+HClO,增大盐酸的浓度可使该平衡向逆反应方向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的逸出
:
Mg(OH)
2
:
2NH
4
+
+3Cl
2
+8OH
-
=N
2
+6Cl
-
+8H
2
O或2NH
4
+
+3ClO
-
+2OH
-
=N
2
+3Cl
-
+5H
2
O
:
Ca
2+
、SO
4
2-
:1.76kg
解:(1)电解饱和食盐水时,阴极反应式为:2H
2
O-2e
-
═2OH
-
+H
2
↑,阳极反应式为:2Cl
-
-2e
-
═Cl
2
↑,阴极产物为NaOH和H
2
,阳极产物是Cl
2
,电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3的作用是促使化学平衡Cl
2
+H
2
O?HCl+HClO向左移动,减少Cl
2
在水中的溶解,有利于Cl
2
的逸出,
故答案为:氯气在水中存在平衡为Cl
2
+H
2
O?HCl+HClO,增大盐酸的浓度可使该平衡向逆反应方向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的逸出;
(2)①根据粗盐水和淡盐水的化学成分,结合精制盐水的流程进行分析,可知过程I是将Mg
2+
转化为Mg(OH)
2
沉淀除去,即盐泥a中除泥沙外,还含有的物质是Mg(OH)
2
,
故答案为:Mg(OH)
2
;
②将NH
4
+
转化为N
2
的氧化剂是Cl
2
,对应的离子方程式是2NH
4
+
+3Cl
2
+8OH
-
═N
2
+6Cl
-
+8H
2
O,
故答案为:2NH
4
+
+3Cl
2
+8OH
-
=N
2
+6Cl
-
+8H
2
O;
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理,将溶液中的Ca
2+
和SO
4
2-
分别转化为CaCO
3
和BaSO
4
沉淀除去,
故答案为:Ca
2+
、SO
4
2-
;
④处理10m
3
盐水b中含有NaClO的物质的量为n=
1000L×10×7.45×10
-3
g/L
74.5g/mol
=1mol
根据反应:NaClO+Na
2
SO
3
═NaCl+Na
2
SO
4
,可知与NaClO完全反应消耗的Na
2
SO
3
为1mol,
质量为m=n×M=1mol×126g/mol=126g,
根据题意,设最多添加10%Na
2
SO
3
溶液的质量为x
(x×10%-126g)×10
3
mg/g
10000L
=5mg/L,
解得:x=1760g=1.76kg,
故答案为:1.76kg.
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