Question

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)上圖完成下列問題：
（1）在電解過程中，陰極上生成氣體的電子式為

 

．
（2）精制過程中除去陽離子中的Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，除去Mg²⁺的離子方程式為

 

．
（3）精制過程要除去SO₄^2-，可選擇下列溶液中的

 

（填字母序號）
a．Ba（OH）₂           b．Ba（NO₃）₂          c．BaCl₂
（4）在實(shí)際生產(chǎn)中也可以用BaCO₃除去SO₄^2-（已知溶解度BaSO₄＜BaCO₃），試用平衡移動原理加以解釋：

 

．
（5）脫鹽工作中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過蒸發(fā)、冷卻、

 

、

 

（填操作名稱）而制得50%的NaOH溶液．
（6）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯堿工業(yè)

專題：元素及其化合物

分析：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與電源負(fù)極相連的電極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）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；
（3）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)；當(dāng)加入多種除雜試劑時(shí)，后面的試劑要為前面的操作去除殘余，所以就要注意考慮先后的順序，為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（4）依據(jù)沉淀溶解平衡平衡移動影響因素分析，結(jié)合溶解度分析判斷；
（5）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；
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O

電解  .

 2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，與正極相連為陽極，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，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，氫氣的電子式為H：H，
故答案為：H：H；
（2）Mg²⁺和NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀，離子反應(yīng)為：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）除雜的基本原則是除雜而不引雜，就是不能引入新的雜質(zhì)．對于該混合物而言，氫氧根離子和氯離子都不是雜質(zhì)，
而硝酸根離子卻是雜質(zhì)，所以可以選用氫氧化鋇，也可以選用氯化鋇，但是不能選用硝酸鋇，
故答案為：ac；
（4）由于BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2- （aq）平衡正向移動，生成更難溶的BaSO₄沉淀；
故答案為：由于BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2- （aq）平衡正向移動，生成更難溶的BaSO₄沉淀；
（5）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，所以氫氧化鈉和氯化鈉分離的方法是：通過加熱蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾除去NaCl，
故答案為：結(jié)晶；過濾；
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，其反應(yīng)為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，該反應(yīng)中NaCl與NaOH完全電離，則該反應(yīng)的離子反應(yīng)為
2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．

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．