Question

氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如圖：

依據(jù)圖，完成下列填空：
（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的化學方程式為

 

；與電源負極相連的電極附近，溶液pH值

 

．（選填：不變、升高或下降）
（2）工業(yè)食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質，精制過程發(fā)生反應的離子方程式為

 

；
（3）如果粗鹽中SO₄^2-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO₄^2-，該鋇試劑可以是

 

（選填a、b、c多選倒扣分）
a．Ba（OH）₂ b．Ba（NO₃）₂ c．BaCl₂
（4）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的合理順序為

 

（選填a、b、c多選倒扣分）
a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加鋇試劑
b．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃
c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過

 

、冷卻、

 

（填寫操作名稱）除去NaCl．
（6）在隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl₂與NaOH反應；采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl₂與NaOH充分接觸，產物僅是NaClO和H₂，相應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：電解原理,粗鹽提純

專題：電化學專題

分析：（1）電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極附近生成氫氧化鈉；
（2）用可溶性的碳酸鈉除去鈣離子，用NaOH除去鎂離子；
（3）除雜試劑要求不引入新的雜質；
（4）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后．
（5）根據(jù)氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大的特征進行分析；
（6）根據(jù)反應物和生成物寫出反應方程式．

解答： 解：（1）電解食鹽水，與正極相連為陽極，生成氯氣，該電極反應為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，與電源負極相連為陰極，生成氫氣和NaOH，生成堿，所以pH升高，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；升高；
（2）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質與碳酸鈉、NaOH反應轉化為沉淀，離子反應分別為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）如果粗鹽中SO₄^2-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO₄^2-，該鋇試劑選擇的原則是不引入難以除去的雜質離子；
a．Ba（OH）₂ ，加入過量試劑可以除去硫酸根離子，過量氫氧根離子在最后加鹽酸除去，故a符合；
b．Ba（NO₃）₂，加入過量試劑，硝酸根離子不能除去，引入雜質離子硝酸根，故b不符合；
c．BaCl₂，加入過量試劑硫酸根離子全部沉淀，氯離子不是雜質離子，故c符合；
故選ac；
（4）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后，是為除去過量的鋇離子，顯然選項bc符合，故答案為：bc；
（5）因為氯化鈉的溶解度隨著溫度變化不大，所以可以采用蒸發(fā)溶劑結晶的方法，然后過濾制得晶體，從而除去氫氧化鈉中的氯化鈉，故答案為：蒸發(fā)；過濾；
（6）若氯氣和氫氧化鈉充分接觸，產物僅是次氯酸鈉和氫氣，則發(fā)生的反應為 NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑，或2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+NaOH、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑或2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+NaOH、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點評：本題考查粗鹽提純及電解原理，明確發(fā)生的離子反應及電解反應是解答的關鍵，注意除雜不能引入新的雜質及試劑的添加順序，題目難度中等．