氯鹼工業氯氣處理裝置設計

『壹』 實驗室制氯氣裝置圖

『貳』 氯吸收吸收機理

在市場上，目前常見的氯氣吸收裝置主要採用兩種吸收機理:

首先，是利用鹼性溶液進行中和反應，反應式為：

Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H2O

這種吸收過程中的鹼液在吸收氯氣後會生成不溶的鹽類結晶，可能導致噴淋管和填料堵塞。隨著時間推移，吸收液中氫氧化鈉濃度降低，吸收能力也隨之下降，且一次性吸收氯氣的量有限。

其次，採用亞鐵鹽溶液吸收氯氣，反應涉及氧化還原過程：

吸收(氧化)反應： 2Fe2+ + Cl2 → 2Fe3+ + 2Cl-

再生(還原)反應： 2Fe3+ + Fe → 3Fe2+

亞鐵鹽的吸收與再生是同步進行的，能吸收大量氯氣，且無需頻繁更換吸收液，但同樣受到空間和再生劑的限制。當裝置吸收大量氯氣時，只需部分回收吸收液並補充再生劑即可。然而，由於其再生能力較強和維護要求相對較低，鹼性中和型吸收裝置在氯鹼工業早期廣泛應用，但因其無法再生、維護成本高和壽命短，逐漸被氧化還原型裝置取代。

『叄』 某同學設計如圖所示裝置，探究氯鹼工業原理，下列說法正確的是（）A．石墨電極與直流電源負極相連B．

氯鹼工業原理：陽極上氯離子失電子生成氯氣，陰極上氫離子得電子生成氫氣，由圖可知Cu為陰回極（若銅為答陽極，則銅失電子，氯離子不反應），C為陽極，
A、石墨為陽極，與直流電源的正極相連，故A錯誤；
B、Cu為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，沒有氯氣生成，所以用濕潤KI澱粉試劑在銅電極附近檢驗氣體，試紙不變藍色，故B錯誤；
C、Cu為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時生成氫氧化鈉，電解池中陽離子向陰極移動，Na⁺向Cu電極移動，故C錯誤；
D、Cu為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，銅電極的反應式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，故D正確．
故選D．