Question

（2011?北京）氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如右圖所示．
（1）溶液A的溶質是

NaOH

．
（2）電解飽和食鹽水的離子方程式是

2Cl^-+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

．
（3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3．用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用：

Cl₂與水的反應為Cl₂+H₂OHCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出

．
（4）電解所用的鹽水需精制，去除有影響的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-[c（SO₄^2-）＞c（Ca²⁺）]．精制流程如下（淡鹽水和溶液A來自電解池）：
①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質是

Mg（OH）₂

．
②過程I中將NH₄⁺轉化為N₂的離子方程式是

2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O

．
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的�。�過程II中除去的離子有

SO₄^2-、Ca²⁺

．
④經過程III處理，要求鹽水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L．若鹽水b中NaClO的含量是7.45mg/L，則處理10m³鹽水b，至多添加10% Na₂SO₃溶液

1.76

kg（溶液體積變化忽略不計）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電極反應判斷陰極產物；
（2）根據(jù)兩極的反應書寫電解反應式；
（3）根據(jù)陽極產物和平衡移動原理分析；
（4）①根據(jù)雜質離子和溶液的酸堿性判斷能反應生成的沉淀；
②根據(jù)A溶液成分和可能具有的性質，結合氧化還原反應和質量守恒定律書寫離子方程式；
③根據(jù)溶液成分和溶解度大小判斷生成的沉淀；
④根據(jù)反應方程式和質量守恒解答．

解答：解：（1）電解飽和食鹽水時，陰極反應式為：2H₂O-2e^-═2OH^-+H₂↑，陽極反應式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極產物為NaOH和H₂，陽極產物是Cl₂，據(jù)此可以確定溶液A的溶質是NaOH，故答案為：NaOH；
（2）根據(jù)陽極極和陰極的反應式可得電解反應的離子方程式是2Cl^-+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3的作用是促使化學平衡Cl₂+H₂OHCl+HClO向左移動，減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，故答案為：Cl₂與水的反應為Cl₂+H₂OHCl+HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動．減少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（4）①根據(jù)粗鹽水和淡鹽水的化學成分，代入題給精制鹽水的流程進行分析，可知過程I是將Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂沉淀除去，即鹽泥a中除泥沙外，還含有的物質是Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；
②將NH₄⁺轉化為N₂的氧化劑是Cl₂，對應的離子方程式是2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O，故答案為：2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
③過程II是利用沉淀溶解平衡原理，將溶液中的Ca²⁺和SO₄^2-分別轉化為CaCO₃和BaSO₄沉淀除去，故答案為：SO₄^2-、Ca²⁺；
④NaClO與Na₂SO₃溶液反應的化學方程式為：NaClO+Na₂SO₃NaCl+Na₂SO₄，若鹽水b中NaClO的含量是7.45mg/L，則處理10m³鹽水b時至少需要10%Na₂SO₃溶液

74.5g

74.5g?mol-1

×126g?mol-1×

100

10

=1.26kg，若鹽水c中剩余Na₂SO₃的含量為5mg/L，則還需添加10% Na₂SO₃溶液50g÷10%=0.5kg，因此至多添加10%Na₂SO₃溶液
的質量為1.26kg+0.5kg=1.76kg．故答案為：1.76．

點評：本題考查飽和食鹽水的電解和粗鹽的提純，題目較為綜合，注意平衡移動原理的應用以及物質的量應用于化學方程式的計算．做題時注意題中所給信息，用守恒的方法解答．