Question

8．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH溶液的工藝流程如下圖所示，完成下列填空：

（1）工業(yè)食鹽中含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓．
（2）如果粗鹽中SO$\stackrel{2-}{4}$含量較高，必須添加鋇試劑除去，該鋇試劑可以是ac（選填a、b、c）．    a．Ba（OH）₂　b．Ba（NO₃）₂　c．BaCl₂
（3）為了有效地除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO$\stackrel{2-}{4}$，加入試劑的合理順序?yàn)閎c（選填a、b、c）．
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
（4）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過加熱蒸發(fā)、冷卻、過濾（填寫操作名稱）除去NaCl．
（5）在電解過程中，與電源負(fù)極相連的電極上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-），
若檢驗(yàn)與電源正極相連的電極上的氣體產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)室中通常選用的化學(xué)試劑是淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．

Answer 1

分析 （1）精制過程就是將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去的過程，Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀；
（2）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)；
（3）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（4）根據(jù)氫氧化鈉和氯化鈉的溶解度隨溫度的變化關(guān)系來確定實(shí)現(xiàn)氯化鈉和氫氧化鈉分離獲得氯化鈉的方法；
（5）電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，陽極上是氯離子失電子的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)．

解答 解：（1）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↓；
（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，所以該鋇試劑不能選用，
故答案為：ac；
（3）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)BaCl₂溶液再Na₂CO₃溶液之前加即可，所以加入試劑順序?yàn)閎c，故答案為：bc；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出：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)結(jié)晶，趁熱過濾；故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶，過濾；
（5）電解氯化鈉溶液，根據(jù)放電順序，電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-），陽極上是氯離子失電子的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)檢驗(yàn)試劑是：淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-）；淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．

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．