Question

“向海洋進(jìn)軍”，已成為世界許多國家發(fā)展的戰(zhàn)略口號(hào)，海水中通常含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，以海鹽為原料的氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程如下：

依據(jù)圖，完成下列填空：
（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極的電極反應(yīng)式為

 

；
（2）電解過程的總反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）電解槽陽極產(chǎn)物可用于

 

（至少寫出兩種用途）．
（4）工業(yè)食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)，精制過程中除去這2種離子所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（5）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

 

a．Ba（OH）₂　　　b．Ba（NO₃）₂　　　c．BaCl₂
（6）為了有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-加入試劑的合理順序?yàn)?div id="zcugole" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

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
（7）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度數(shù)據(jù)如下表：

溫度/℃	20	30	40	50	60	70	80	90	100
NaOH/g	109	118	129	146	177	300	313	318	337
NaCl/g	36	36.3	36.6	37	37.3	37.8	38.4	39	39.8

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，脫鹽工序中利用通過

 

、

 

（填操作名稱）除去NaCl．

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,電解原理

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極為陽極，是溶液中的陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）電解氯化鈉溶液總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）根據(jù)陽極生成氯氣來分析；
（4）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；
（5）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)；
（6）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（7）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．

解答： 解：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極為陽極，則氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，方程式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）電解氯化鈉溶液總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故答案為：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）由（1）得，陽極生成氯氣，氯氣可用于制漂白粉、生產(chǎn)鹽酸、自來水消毒、制高純硅、合成塑料等，故答案為：制漂白粉、生產(chǎn)鹽酸、自來水消毒、制高純硅、合成塑料等；
（4）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↓；
（5）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：a c；
（6）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；
（7）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，趁熱過濾；

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．