氯碱工业方程式 【每日一题】氯碱工业

氯碱工业中，饱和盐水电解精炼制取氯、氢、烧碱、氯含氧酸盐等一系列化工产品。下图是离子交换膜电解盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成以下空:

(4)氯化钾能与草酸(H2C2O4)和硫酸反应生成二氧化氯、二氧化碳和硫酸。

写出反应的化学方程式。

室温下，0.1摩尔/升氯化钠溶液的酸碱度为0.1摩尔/升Na2SO3溶液。(可选“大于”、“小于”或“等于”)。在浓度为0.1 mol/L的Na2SO3和Na2CO3混合溶液中，SO32-、CO32-、HSO3-和HCO3-的浓度由大到小依次为:

已知:

h2so 3 Ki1 = 1.54×10-2 Ki2 = 1.02×10-7

HClO Ki1=2.95×10-8

H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11

试题分析

(1)饱和盐水电解时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子，变成H2逃逸，使附近的水溶液变成碱性，溶液中的阴离子Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。生成Cl2。该反应的离子方程式为2cl-+2h2o 2↑+H2↑+2oh-。

(2)图中的离子交换膜只允许阳离子通过，可允许阳离子通过，但不允许阴离子通过，从而防止阴极溶液中的OH-进入阳极室与氯气反应，防止Cl-进入阴极室，使阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以防止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合爆炸。

(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，要及时补充。精制饱和盐水溶液从图中与阳极相连的位置A补充。由于阴极H+持续放电，附近溶液呈碱性，氢氧化钠溶液从图中D位流出；水是不断消耗的，所以蒸馏水从B口不断加入，稀氯化钠溶液从C位流出..

(4)氯化钾氧化，H2C2O4还原。在酸性条件下，氯化钾和草酸(H2C2O4)可以形成高效的消毒剂二氧化氯、CO2和硫酸氢钾。根据电子和原子守恒，反应的化学方程式为2kc lo3+h2c2o 4+2h2so 4 = 2clo 2+2co 2+2khso 4+2h2o。

(5)NaClO和Na2SO3为强碱弱酸盐，弱酸离子发生水解反应，消耗水电离产生的H+，破坏水的电离平衡。当最终达到平衡时，溶液中的C (OH-)为>:C(H+)所以溶液呈碱性。成酸盐越弱，盐的水解程度越大。消耗的离子浓度越大，溶液达到平衡时剩余的离子浓度越小。因为H2SO3的Ki2是1.02×10-7；HClO的Ki1=2.95×10-8，所以它的酸度是hso3->: HClO，所以溶液的ph:naclo >:na2so 3 .电离度:h2so 4 >:h2co 3 >；HSO 3->；HCO3-，在浓度为0.1 mol/L的Na2SO3和Na2CO3混合溶液中，水解度为CO32 –>:SO32 –,所以离子浓度为:SO32 –>:CO32 –;水解产生的离子浓度:hco3->: HSO3-.但盐的水解程度一般较小，主要以盐电离产生的离子形式存在。因此，该溶液中SO32-、CO32-、HSO3-和HCO3-的浓度为SO32->:CO32->；HCO 3->；HSO 3–

一位著名的老师感人至深

氧化还原反应、电解原理、弱电解质电离平衡理论、盐的水解和离子浓度的比较是中学化学中重要的知识和理论。需要掌握其反应原理、规律、方法和比较依据，然后根据实际情况做出正确判断，得出相应答案。

回答

(1)2Cl-+2h2o 2↑H2↑2OH-.

(2)防止氢氧化物进入阳极室与氯气反应:2氢氧化钠+氯气=氯化钠+氯化钠+H2O；防止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合爆炸。

(3)a；d .

(4)2kclo 3+h2c2o 4+2h2so 4 = 2clo 2+2co 2+2khso 4+2H2O。

(5)大于；SO32->；CO32->；HCO 3->；HSO 3–