Question

4．（1）氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)氯氣、燒堿、氫氣為基礎(chǔ)的工業(yè)體系．
（2）電解前，為除去食鹽水中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，下列加入順序合理的是D．
A．碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇     B．碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉
C．氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇     D．氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉
（3）“鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”．某工廠的鹽泥組成如下：

成    分	NaCl	Mg（OH）2	CaCO3	BaSO4	其他不溶于酸的物質(zhì)
質(zhì)量分數(shù)/%	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

為了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計了以下工藝流程：

裝置1中加入的酸應(yīng)選用硫酸，加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量，控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50℃左右．持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg（OH）₂充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO₄，在此過程中同時生成CaSO₄．其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是使平衡CaCO₃+H₂SO₄?CaSO₄+H₂CO₃（H₂O+CO₂↑）不斷向右移動；．
裝置2中濾渣的主要成分為CaSO₄、BaSO₄等其它不溶物質(zhì)．
裝置3中通入高溫水蒸汽并控制溫度在100～110℃，蒸發(fā)結(jié)晶，此時析出的晶體主要是NaCl．
用裝置6（真空干燥器）干燥七水硫酸鎂晶體的理由是防止失去結(jié)晶水．

Answer 1

分析 （1）電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，反應(yīng)物為氯化鈉、水；
（2）除去Ca²⁺，可加入碳酸鈉溶液，生成碳酸鈣沉淀，除去Mg²⁺，可加入氫氧化鈉溶液，生成氫氧化鎂沉淀，除去硫酸根離子加入過量氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以同時除去過量的鋇離子；
（3）鹽泥酸洗轉(zhuǎn)化為硫酸鎂、CaSO₄、BaSO₄，過濾將CaSO₄、BaSO₄、其它不溶物質(zhì)除掉，溶液中剩余硫酸鎂和氯化鈉．蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉，冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程為2H⁺+2e^-=H₂↑，總反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)氯氣、燒堿、氫氣為基礎(chǔ)的工業(yè)體系，
故答案為：氯氣、燒堿、氫氣；
（2）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)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D符合，故答案為：D．
（3）生產(chǎn)MgSO₄•7H₂O，應(yīng)加入硫酸，攪拌過程中CO₂不斷逸出，平衡向右移動，攪拌過程中CO₂不斷逸出，使平衡CaCO₃+H₂SO₄?CaSO₄+H₂CO₃（H₂O+CO₂↑）不斷向右移動；CaSO₄、BaSO₄不溶于硫酸，過濾得到不溶于硫酸的物質(zhì)，裝置3中通入高溫水蒸汽并控制溫度在100～110℃，蒸發(fā)結(jié)晶，此時析出的晶體主要是為氯化鈉裝置6（真空干燥器）干燥七水硫酸鎂晶體的理由是防止失去結(jié)晶水，
故答案為：硫酸；使平衡CaCO₃+H₂SO₄?CaSO₄+H₂CO₃（H₂O+CO₂↑）不斷向右移動；CaSO₄、BaSO₄、其它不溶物質(zhì)；NaCl；防止失去結(jié)晶水．

點評 本題考查混合物分離提純，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、性質(zhì)差異及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意流程中發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．