Question

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

（1）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↑，若檢驗與電源正極相連的電極上的氣體產(chǎn)物，實驗室中通常選用的化學(xué)試劑是濕潤的淀粉KI試紙．
（2）工業(yè)食鹽含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↓
（3）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ac （選填a、b、c）．
a．Ba（OH）₂            b．Ba（NO₃）₂             c．BaCl₂
（4）為了有效地除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的合理順序為bc（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
（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻、過濾（填寫操作名稱）除去NaCl．
（6）在電解過程中，發(fā)生總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
（7）用隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl₂和NaOH反應(yīng)，請寫出Cl₂和NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 粗鹽中加入水化鹽得到鹽水，向粗鹽水中加入NaOH、碳酸鈉，除去Mg ²⁺、Ca²⁺，得到Mg（OH）₂、CaCO₃沉淀，將精制的食鹽水電解，發(fā)生反應(yīng)2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，然后脫鹽得到NaOH濃溶液，將得到的NaCl晶體循環(huán)利用，
（1）電解飽和食鹽水時，與電源負(fù)極相連的為陰極，陰極上氫離子放電生成氫氣；與電源正極相連為陽極，生成氯氣，氯氣用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗；
（2）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）除雜時要除去雜質(zhì)其不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，或陰極新的雜質(zhì)在后續(xù)操作中除去；
（4）除雜注意不能引入新的雜質(zhì)，有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（5）從溶液中得到晶體，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法；
（6）電解飽和食鹽水的反應(yīng)生成NaOH、氫氣和氯氣；
（7）Cl₂和NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl和次氯酸鈉．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，與電源負(fù)極相連的為陰極，得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，與電源正極相連為陽極，生成氯氣，檢驗氯氣用淀粉KI溶液，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；淀粉KI溶液；
（2）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質(zhì)與碳酸鈉、NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀，離子反應(yīng)分別為Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（3）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質(zhì)，選Ba（NO₃）₂會引入雜質(zhì)硝酸根離子，所以該鋇試劑不能選用，選ac；
（4）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃ 溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃ 溶液，最后加入鹽酸，所以加入試劑合理的順序為bc，
故答案為：bc；
（5）氫氧化鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，但是氯化鈉的溶解度受溫度的影響不大，所以氫氧化鈉和氯化鈉分離的方法是：通過加熱蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻、過濾除去NaCl，
故答案為：過濾；
（6）電解飽和食鹽水的反應(yīng)為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（7）Cl₂和NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)制備及物質(zhì)分離和提純，為高頻考點，涉及離子方程式和化學(xué)方程式的書寫、除雜、物質(zhì)分離和提純等知識點，明確化學(xué)反應(yīng)原理及物質(zhì)性質(zhì)差異性是解本題關(guān)鍵，注意操作或滴加試劑先后順序?qū)�實驗的影響，為易錯點．