陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水具有綜合能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)流程如下圖所示:
(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為
2NaCl+2H
2O
Cl
2↑+H
2↑+2NaOH
2NaCl+2H
2O
Cl
2↑+H
2↑+2NaOH
。
(2)電解結(jié)束后,能夠脫去陽(yáng)極液中游離氯的試劑或方法是
bcd
bcd
(填字母序號(hào))。
a.Na
2SO
4 b.Na
2SO
3c.熱空氣吹出 d.降低陽(yáng)極區(qū)液面上方的氣壓
(3)食鹽水中的I
-若進(jìn)入電解槽,可被電解產(chǎn)生的Cl
2氧化為ICl,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為
.
可繼續(xù)被氧化為高碘酸根(
),與Na
+結(jié)合生成溶解度較小的NaIO
4沉積于陽(yáng)離子交換膜上,影響膜的壽命。
①?gòu)脑咏Y(jié)構(gòu)的角度解釋ICl中碘元素的化合價(jià)為+1價(jià)的原因:
碘元素和氯元素處于同一主族(VIIA),二者最外層電子數(shù)均為7,ICl中共用一對(duì)電子,由于碘原子半徑大于氯原子,碘原子得電子能力弱于氯原子,故共用電子對(duì)偏離碘原子,使得碘元素顯+1價(jià)
碘元素和氯元素處于同一主族(VIIA),二者最外層電子數(shù)均為7,ICl中共用一對(duì)電子,由于碘原子半徑大于氯原子,碘原子得電子能力弱于氯原子,故共用電子對(duì)偏離碘原子,使得碘元素顯+1價(jià)
。
②NaIO
3被氧化為NaIO
4的化學(xué)方程式為
NaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HCl
NaIO3+Cl2+H2O═NaIO4↓+2HCl
。
(4)在酸性條件下加入NaClO溶液,可將食鹽水中的I
-轉(zhuǎn)化為I
2,再進(jìn)一步除去。通過(guò)測(cè)定體系的吸光度,可以檢測(cè)不同pH下I
2的生成量隨時(shí)間的變化,如圖所示。已知:吸光度越高表明該體系中c(I
2)越大。
①結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋10 min時(shí)不同pH體系吸光度不同的原因:
10min時(shí)pH越低c(H+)越大,反應(yīng)速率加快,c(I2)越高,吸光度越大
10min時(shí)pH越低c(H+)越大,反應(yīng)速率加快,c(I2)越高,吸光度越大
。
②pH=4.0時(shí),體系的吸光度很快達(dá)到最大值,之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因:
c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價(jià)含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降
c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價(jià)含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降
。
③研究表明食鹽水中I
-含量≤0.2 mg?L
-1時(shí)對(duì)離子交換膜影響可忽略。現(xiàn)將1m
3含I
-濃度為1.47 mg?L
-1 的食鹽水進(jìn)行處理,為達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn),理論上至少需要0.05mol?L
-1 NaClO溶液
0.1
0.1
L.(已知NaClO的反應(yīng)產(chǎn)物為NaCl,溶液體積變化忽略不計(jì))