Question

目前工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，以制得Cl₂和H₂，并以獲得的氣體來生產(chǎn)鹽酸。將電解后所得Cl₂和H₂以1∶a的體積比，按圖示流程合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的鹽酸。

圖2-3-4

(1)寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式________________________________________。

(2)已知工藝條件下食鹽的溶解度為36.5 g，則該溫度下飽和食鹽水溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

(3)設(shè)每臺電解槽平均每天消耗2.3×10⁴ mol食鹽，電解生成的氯氣與氫氣按體積比1∶1.15通入合成爐，不考慮各階段的物料損耗，理論上可生產(chǎn)36.5%的鹽酸__________t。

(4)氯氣與氫氣以1∶a(a＞1)通入合成爐，設(shè)該廠每天消耗食鹽c t，不考慮各階段的物料損耗，則每天生產(chǎn)36.5%的鹽酸__________b t。b=__________t。

Answer 1

解析：(2)由于該溫度下NaCl的溶解度為36.5 g，所以該溫度下飽和NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=26.8%。

(3)由化學(xué)方程式2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、H₂+Cl₂2HCl可知，若使Cl₂與H₂按體積比為1∶1.15通入合成塔，則產(chǎn)生1.15 mol H₂需電解2.3 mol NaCl的飽和溶液，完全反應(yīng)后產(chǎn)生2 mol HCl。設(shè)生產(chǎn)36.5%的鹽酸的質(zhì)量為x，則：

   2.3 NaCl    —    2HCl

   2.3 mol          2×36.5 g

2.3×10⁴ mol    x·36.5%

x=

(4) 若Cl₂與氫氣以1∶a(a＞1)通入合成爐，據(jù)(3)中的分析可得如下關(guān)系：

aNaCl    —    HCl

58.5a          36.5

c×10⁶ g    b×36.5%×10⁶

解之，得。

答案：(1)2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

(2)26.8%  (3)2.0    (4)