Question

【題目】氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：

依據上圖，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生反應式為__________。 與電源負極相連的電極附近，溶液pH ________（選填：不變，升高或下降）。

(2)工業食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質，精制過程發生反應的離子方程式為___________，

(3)如果粗鹽中SO42-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO42-，該鋇試劑可以是______。

a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2

(4)為有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入試劑的合理順序為 _________。

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和陰極區，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

【答案】2Cl--2e-=Cl2↑ 升高 Ca2++ CO32-= CaCO3↓；Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓ ac bc 蒸發 過濾 NaCl+H2ONaClO+H2↑

【解析】

(1)電解過程中，與電源正極連接的電極為陽極，陽極上Cl-失去電子發生氧化反應；與電源負極連接的電極為陰極，陰極上溶液中的H+得到電子被還原為H2，同時附近溶液中生成NaOH；

(2)用可溶性的碳酸鈉除去Ca2+，用NaOH除去Mg2+；

(3)添加Ba2+除去SO42-，注意不能引入新的雜質；

(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，應注意碳酸鈉在含鋇離子的試劑之后；

(5)根據氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大的特征進行分析；

(6)根據反應物和生成物寫出反應方程式。

(1)電解食鹽水，與電源正極相連的電極為陽極，陽極Cl-失去電子，發生氧化反應，電極反應式為：上所發生反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，與電源負極相連為陰極，陰極上溶液水電離產生的H+得到電子變為H2，同時附近溶液生成NaOH，使溶液中c(OH-)增大，所以溶液pH升高；

(2)雜質Ca2+用Na2CO3除去，雜質Mg2+用NaOH除去，反應的離子反應分別為Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；

(3)如果粗鹽中SO42-過高，除去SO42-要使用Ba2+，使SO42-轉化為BaSO4沉淀，不能引入新的雜質，由于除去Mg2+要使用NaOH，使用試劑若是Ba(NO3)2，就會引入雜質離子NO3-，所以合理選項是ac；

(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后，是為除去過量的Ba2+，顯然選項bc符合，故合理選項是bc；

(5)因為NaCl的溶解度受溫度影響變化不大，而NaOH的溶解度受溫度的影響變化較大，所以可以采用蒸發溶劑結晶的方法，然后過濾制得晶體，從而除去氫氧化鈉中的氯化鈉；

(6)若氯氣和氫氧化鈉充分接觸，產物僅是次氯酸鈉和氫氣，則發生的反應為：NaCl+H2O NaClO+H2↑。