Question

一道化学题，求详解

请回答氯碱工业中的如下问题：（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k=____________（要求计算表达式和结果）；（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、 等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 __________________ 。（填序号）（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是_______ 、________（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________________②分别写燃烧电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：_________________________________；负极 ________________________；③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处） _____________ 、__________________ 。
氢氧化钠溶液到底是怎么在流动，正负极反应为什么那样写呢

Answer 1

(1)
2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑
80 71
k=Cl2/NaOH=71/80

(2)
顺序 3，1，2
BaCl2一般是用于除去SO4(2-),BaSO4↓
Na2CO3,除去溶液中的Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，BaCO3,CaCO3,MgCO3,Fe2(CO3)3
都是↓.
HCl除去过量的Na2CO3.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
(不清楚BaCl2在本题中作用是否是除去SO4(2-),不过添加试剂后的生成物判断,BaCl2肯定第一个放,不然后面溶液中的Ba2+无法除去).

(3)
看不到图,部分空格的思路:
电子是从正极到负极移动的,正极是阴离子失去电子的反应,负极是阳离子得到电子的反应.

Answer 2

1...k=71:80
2...3,1,2
3...图未给出，无法解

Answer 3

1——反应方程式：2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑，因此可知K=71：80。
80 71
做这类题目时，只要写出化学反应方程式，就可以根据方程式和各物质的相对分子质量求出质量比。

2:_顺序：③、①、②。
原因：Ba离子有剧毒，因此在除杂结束以后必须将Ba离子全部除尽，由此可知，Ba离子必须在开始时加入；第二个加入Na2CO3是因为多余的Na2CO3可以被最后加入的HCl（盐酸）除去，从而生成NaCl和二氧化碳，而二氧化碳是气体，可以溢出。又因为NaCl是反应物，所以不算杂质，不用加以处理。

做这类题目时，应该首先出去有毒的、易产生沉淀的离子，另外，如果杂质中含有与反应物中相同的离子，应考虑是否加入合适的试剂，加以生成反应物。

3：——由于图没给出，但根据做题经验推测X、Y用那个该是原电池的电极，经常用作燃料电池的反应物有：氢气、甲烷、丙烷、氧气。

做此类题目时，应先写出各反应物的反应方程式，再标明电子的流向，即可得出正确答案。