Question

12．某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(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑；與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH值升高．（選填：不變、升高或下降）
（2）工業(yè)食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，精制過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
（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ac（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?yàn)閎c（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(guò)濃縮、冷卻、過(guò)濾（填寫操作名稱）除去NaCl．
（6）在隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl₂與NaOH反應(yīng)；采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl₂與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H₂，相應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上氯離子放電生成氯氣；與電源負(fù)極相連的電極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有NaOH生成，導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)；
（2）精制過(guò)程中，加入氯化鋇，可以將雜質(zhì)離子硫酸根除去；加入氫氧化鈉，可以將雜質(zhì)離子鎂離子除去；加入碳酸鈉，即可以將雜質(zhì)鈣離子除去，還可以將多余的鋇離子除去；
（3）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)；
（4）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（5）由于NaOH的溶解度大于NaCl，通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶和過(guò)濾后可除去后經(jīng)過(guò)濾除去NaCl；
（6）電解氯化鈉溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答 解：（1）電解食鹽水，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，生成氫氣和NaOH，生成堿，所以pH升高，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；升高；
（2）精制過(guò)程中，加入氯化鋇，可以將雜質(zhì)離子硫酸根除去，即Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，加入氫氧化鈉，可以將雜質(zhì)離子鎂離子除去，即Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，加入碳酸銨，即可以將雜質(zhì)鈣離子除去，還可以將多余的鋇離子除去，即Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；     
（3）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)，選Ba（NO₃）₂會(huì)引入雜質(zhì)硝酸根離子，所以選ac，故答案為：ac；
（4）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(guò)量的鋇離子，顯然只有選項(xiàng)bc符合，故答案為：bc；
（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，則在溫度高的時(shí)候，生成氫氧化鈉晶體即可除去氯化鈉，所以氫氧化鈉和氯化鈉分離的方法是：蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾；
故答案為：濃縮；過(guò)濾；
（6）電解氯化鈉溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查粗鹽提純、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，明確離子發(fā)生的反應(yīng)、離子放電順序及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意除雜時(shí)要除去雜質(zhì)且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，注意（4）題加入除雜劑的先后順序，為易錯(cuò)點(diǎn)．