Question

氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程圖如圖所示，依據(jù)流程圖，完成下列填空：

（1）工業(yè)食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)．精制過(guò)程中所得沉渣的主要成份是

 

（填化學(xué)式）；
（2）如果粗鹽中SO₄^2-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO₄^2-，該鋇試劑不可以是

 

（填選項(xiàng)字母序號(hào)）：
A．Ba（HCO₃）₂　　　　B．Ba（NO₃）₂　　　C．Ba（OH）₂ D．BaCl₂
（3）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的合理順序?yàn)?div id="mwgnvyz" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

�。ㄟx選項(xiàng)字母序號(hào)）．
A．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃
B．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加鋇試劑
C．先加鋇試劑，后加Na₂CO₃，再加NaOH
（4）通過(guò)離子交換膜電解飽和食鹽水，與電源正極相連的電極應(yīng)選擇

 

電極（填“石墨”或“鐵”）；寫出陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

；
（5）陰極室通入的水中含有少量氫氧化鈉，其目的是

 

；電解一段時(shí)間后，若兩極共收集到2.24L氣體（氣體所處狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)且不考慮氣體在水中的溶解）試計(jì)算導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

N_A．

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,原電池和電解池的工作原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,電化學(xué)專題

分析：（1）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀；
（2）添加鋇試劑除去SO₄^2-，不能引入新的雜質(zhì)，據(jù)此對(duì)各選項(xiàng)判斷；
（3）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后即可；
（4）電解飽和氯化鈉溶液時(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，與電源正極相連的電極必須是惰性電極；
（5）加入氫氧化鈉溶液可以增大溶液中離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電能力；根據(jù)電解反應(yīng)計(jì)算出氣體的物質(zhì)的量，然后根據(jù)電子守恒計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答： 解：（1）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)的離子反應(yīng)分別為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，所以沉渣的成分為：CaCO₃、Mg（OH）₂，
故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（2）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，其中B．Ba（NO₃）₂會(huì)引進(jìn)難以除去雜質(zhì)硝酸根離子，而A．Ba（HCO₃）₂ C．Ba（OH）₂ D．BaCl₂，可以加入碳酸鈉和鹽酸除去剩余雜質(zhì)，所以不能選用的為B，
故答案為：B；
（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，所以可先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃，也可以先加鋇試劑，后加Na₂CO₃，再加NaOH，所以AC正確，
故答案為：AC；
（4）電解飽和食鹽水時(shí)，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↑，則正極材料必須為惰性電極，可以為石墨，不能用鐵做正極；電解池中陰極水電離的氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案為：石墨；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（5）陰極室通入的水中含有少量氫氧化鈉，可以增大離子濃度，增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力；
電解飽和食鹽水生成氫氧化納、氫氣和氯氣：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，標(biāo)況下2.24L氣體的物質(zhì)的量為：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根據(jù)反應(yīng)可知，生成氫氣和氫氣的物質(zhì)的量各為0.05mol，生成0.05mol氯氣轉(zhuǎn)移0.1mol電子，轉(zhuǎn)移的電子為：0.1N_A，
故答案為：增大離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電能力；0.1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)分離、提純方法及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及粗鹽提純及電解原理等知識(shí)，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，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>