Question

18．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(jù)上圖，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Ca²⁺+CO₃^2-→CaCO₃↓，Mg²⁺+2OH^-→Mg（OH）₂↓．
（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）
a．Ba（OH）₂    b．Ba（NO₃）₂　    c．BaCl₂
（4）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-，加入試劑的合理順序?yàn)閎c
a．先加NaOH，后加NaCO₃，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Na₂CO
（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)蒸發(fā)、冷卻過(guò)濾、（填操作名稱）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．

Answer 1

分析 由流程可知，粗鹽加水化鹽溶解后，加NaOH除去鎂離子，加碳酸鈉除去鈣離子，精制后得到的沉渣為CaCO₃、Mg（OH）₂；精制后的食鹽水電解生成NaOH、氫氣、氯氣，最后脫鹽（NaCl等）得到高濃度的NaOH溶液，
（1）電解氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近生成氫氧化鈉；
（2）用可溶性的碳酸鈉除去鈣離子，用NaOH除去鎂離子；
（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）根據(jù)氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大的特征進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式．

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）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀，離子反應(yīng)分別為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）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，顯然選項(xiàng)bc符合，故答案為：bc；
（4）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；
（5）因?yàn)槁然�鈉的溶解度隨著溫度變化不大，所以可以采用蒸發(fā)溶劑結(jié)晶的方法，然后過(guò)濾制得晶體，從而除去氫氧化鈉中的氯化鈉，故答案為：蒸發(fā)；過(guò)濾；
（6）若氯氣和氫氧化鈉充分接觸，產(chǎn)物僅是次氯酸鈉和氫氣，則發(fā)生的反應(yīng)為 NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，
故答案為：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．

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．