Question

如圖展示了氯堿廠電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉的工藝流程：

如圖完成下列填空：
（1）在電解過程中，與電源正極相聯(lián)的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：

 

，與電源負(fù)極相聯(lián)的電極附近，溶液的PH

 

（填：“不變”、“升高”或“下降”）
（2）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的合理順序為：

 

．
a．先加NaOH溶液，后加Na₂CO₃溶液，再加BaCl₂溶液，最后加鹽酸調(diào)PH至溶液呈中性
b．先加NaOH溶液，后加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加鹽酸調(diào)PH至溶液呈中性
c．先加BaCl₂溶液，先加NaOH溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加鹽酸調(diào)PH至溶液呈中性
（3）在隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)．若采用無隔膜電解冷的食鹽水時，氯氣與氫氧化鈉充分接觸，產(chǎn)物僅是次氯酸鈉和氫氣，相應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,氯堿工業(yè),物質(zhì)的分離、提純和除雜

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解飽和氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極上有氫氧根離子生成，根據(jù)氫氧根離子濃度的變化判斷溶液PH的變化；
（2）根據(jù)根據(jù)SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去，以及根據(jù)不能產(chǎn)生新雜質(zhì)的要求排序，前面加入的過量溶液應(yīng)用后加入的溶液除去，最后加入適量的溶液，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bc符合；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水時，與電源正極相連的電極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時陰極附近生成氫氧根離子，溶液呈堿性，pH變大；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；升高；
（2）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加BaCl₂溶液再加氫氧化鈉溶液，或者是先加氫氧化鈉溶液再加氯化鋇溶液，然后加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，所以正確順序為：先加NaOH溶液，后加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加鹽酸調(diào)PH至溶液呈中性，或先加BaCl₂溶液，先加NaOH溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加鹽酸調(diào)PH至溶液呈中性；
故答案為：bc；
（3）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

通電  .

NaClO+H₂↑，故答案為：NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑．

點(diǎn)評：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．