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)上圖完成下列問(wèn)題：

（1）在電解過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為

 

，陰極上生成氣體的電子式為

 

．
（2）精制過(guò)程中除去陽(yáng)離子中的Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，除去Mg²⁺的離子方程式為

 

，調(diào)節(jié)pH值加入的試劑為

 

，加入之前進(jìn)行的操作為

 

．
（3）精制過(guò)程要除去SO₄^2-，可選擇下列溶液中的

 

（填字母序號(hào)）．
a．Ba（OH）₂           b．Ba（NO₃）₂          c．BaCl₂
（4）在實(shí)際生產(chǎn)中也可以用BaCO₃除去SO₄^2-（已知溶解度BaSO₄＜BaCO₃），試用平衡移動(dòng)原理加以解釋：

 

．
（5）脫鹽工作中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)蒸發(fā)、

 

、

 

（填操作名稱）而制得50%的NaOH溶液．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：粗鹽溶解加入氫氧化鈉、碳酸鈉溶液精制，過(guò)濾得到濾液，調(diào)節(jié)濾液PH，得到精鹽電解飽和食鹽水得到氯氣和氫氣，加入10%氫氧化鈉溶液和16%氯化鈉溶液脫鹽得到氯化鈉晶體和50%氫氧化鈉溶液，氯化鈉晶體重新溶解進(jìn)行重結(jié)晶；
（1）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，其反應(yīng)為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，該在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與電源負(fù)極相連的電極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）精制過(guò)程就是將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去的過(guò)程，Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀；過(guò)濾沉淀后加入適量稀鹽酸到不再生成氣體除去過(guò)量氫氧根離子和碳酸根離子；
（3）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)；當(dāng)加入多種除雜試劑時(shí)，后面的試劑要為前面的操作去除殘余，所以就要注意考慮先后的順序，為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（4）依據(jù)沉淀溶解平衡平衡移動(dòng)影響因素分析，結(jié)合溶解度分析判斷；
（5）根據(jù)氫氧化鈉和氯化鈉的溶解度隨溫度的變化關(guān)系來(lái)確定實(shí)現(xiàn)氯化鈉和氫氧化鈉分離獲得氯化鈉的方法；
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，該反應(yīng)中NaCl與NaOH完全電離，則該反應(yīng)的離子反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，與正極相連為陽(yáng)極，生成氯氣，該電極反應(yīng)為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，與電源負(fù)極相連為陰極，生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，氫氣的電子式為H：H，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，H：H；
（2）Mg²⁺和NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀，離子反應(yīng)為：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，過(guò)濾沉淀后加入適量稀鹽酸到不再生成氣體除去過(guò)量氫氧根離子和碳酸根離子，所以調(diào)節(jié)pH值加入的試劑為為稀鹽酸，在加入之前需要把沉淀過(guò)濾后再加入，否則生成的沉淀會(huì)溶解；
故答案為：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；稀鹽酸，過(guò)濾；
（3）除雜的基本原則是除雜而不引雜，就是不能引入新的雜質(zhì)．對(duì)于該混合物而言，氫氧根離子和氯離子都不是雜質(zhì)，
而硝酸根離子卻是雜質(zhì)，所以可以選用氫氧化鋇，也可以選用氯化鋇，但是不能選用硝酸鋇，
故答案為：ac；
（4）由于BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2- （aq）平衡正向移動(dòng)，生成更難溶的BaSO₄沉淀；
故答案為：由于BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2- （aq）平衡正向移動(dòng)，生成更難溶的BaSO₄沉淀；
（5）氫氧化鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，但是氯化鈉的溶解度受溫度的影響不大，所以氫氧化鈉和氯化鈉分離的方法是：通過(guò)加熱蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾除去NaCl，
故答案為：結(jié)晶；過(guò)濾；

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