Question

氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：

（1）溶液A的溶質(zhì)是                   ；
（2）電解飽和食鹽水的離子方程式是                              ；
（3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3，用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的作用                                                                   ；
（4）電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca^2＋、Mg^2＋、NH₄^＋、SO₄^2－[c(SO₄^2－＞c(Ca^2＋)]。精致流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池)：

①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是               。
②過程Ⅰ中將NH₄^＋轉(zhuǎn)化為N₂的離子方程式是                                   
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，過程Ⅱ中除去的離子有                         

Answer 1

（1）NaOH （2分） （2）2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑（2分）
（3）氯氣與水反應(yīng)：Cl₂＋H₂OHCl＋HClO，增大HCl的濃度可使平衡逆向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。（2分）
（4）①Mg(OH)₂ （2分） ②2NH₄^＋＋3Cl₂＋8OH^－＝8H₂O＋6Cl^－＋N₂↑（2分）
③SO₄^2－、Ca^2＋ （2分）

解析試題分析：（1）電解時在電極的作用下，溶液中的陽離子向陰極作定向運動，陰離子向陽極作定向運動，所以電解飽和食鹽水時Na^＋和H^＋向陰極運動并放電，但H^＋比Na^＋易得電子，所以H^＋首先放電，方程式為2H^＋+ 2e^－₌ H₂↑。由于H^＋是水電離出的，所以隨著H^＋的不斷放電，就破壞了陰極周圍水的電離平衡，OH^－的濃度就逐漸增大，因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl^－比OH^－易失電子，所以在陽極上Cl^－首先放電，方程式為2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑。因此電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl^－+ 2H₂O2OH^－+ H₂↑+ Cl₂↑。（2）見解析（1） （3）由于陽極上生成氯氣，而氯氣可溶于水，并發(fā)生下列反應(yīng)Cl₂＋H₂OHCl＋HClO，根據(jù)平衡移動原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。（4）由于溶液中含有Mg^2＋，所以用溶液A（即NaOH）調(diào)節(jié)溶液的pH時，會產(chǎn)生Mg(OH)₂沉淀，即鹽泥a中還含有Mg(OH)₂；淡鹽水中含有氯氣，氯氣具有強氧化性，可將NH₄⁺氧化為N₂，而氯氣被還原成Cl^－，方程式為2NH₄^＋+ 3Cl₂ + 8OH^－₌8H₂O + 6Cl^－+ N₂↑；沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動，一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。由于BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，所以加入BaCO₃后，溶液中的SO₄^2－就結(jié)合Ba²⁺生成更難溶的BaSO₄沉淀，同時溶液中還存在Ca²⁺而CaCO₃也屬于難溶性物質(zhì)，因此還會生成CaCO₃沉淀。
考點：考查阿伏伽德羅常數(shù)、氣體體積等相關(guān)知識。