Question

3．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如圖：

依據(jù)圖，完成下列填空：
（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）為有效除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，使用的試劑有：①Na₂CO₃溶液；②Ba（OH）₂溶液；③稀鹽酸，其合理的加入順序?yàn)棰冖佗郏ㄌ钚蛱?hào)）；
（3）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾除去NaCl（填寫操作名稱）；
（4）隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，以防止Cl₂與NaOH反應(yīng)；若采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水，產(chǎn)物僅是NaClO和H₂，則相應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl+H₂O═H₂↑+NaClO；
（5）Cl₂和新型消毒劑ClO₂都可用于自來(lái)水的消毒殺菌，若它們?cè)谙�毒殺菌過(guò)程中的還原產(chǎn)物均為Cl^-，消毒等量的自來(lái)水，所需Cl₂和ClO₂的物質(zhì)的量之比為5：2．

Answer 1

分析 （1）電解精制飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、燒堿；
（2）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的電解，NaCl溶液濃度在下降，NaOH溶液濃度在上升．當(dāng)NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)變成10%，NaCl溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)變成16%時(shí)，停止電解，電解液加熱蒸發(fā)，由于NaOH的溶解度大于NaCl，通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶和過(guò)濾后可除去后經(jīng)過(guò)濾除去NaCl，獲得的NaCl可循環(huán)使用，據(jù)此進(jìn)行解答；
（4）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（5）根據(jù)得到相同電子數(shù)需要各物質(zhì)的物質(zhì)的量來(lái)解題．

解答 解：（1）電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與Ba（OH）₂溶液、Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過(guò)過(guò)濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過(guò)量的Ba（OH）₂溶液，鹽酸能除去過(guò)量的Na₂CO₃溶液和Ba（OH）₂溶液，所以應(yīng)先加Ba（OH）₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，所以加入試劑合理的順序?yàn)棰冖佗郏?br />故答案為：②①③；
（3）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)濃縮、過(guò)濾；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；過(guò)濾；
（4）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水，整個(gè)過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)是：NaCl+H₂O═H₂↑+NaClO；故答案為：NaCl+H₂O═H₂↑+NaClO；
（5）因一個(gè)ClO₂轉(zhuǎn)變成Cl^-需要得到10個(gè)電子，而一個(gè)Cl₂轉(zhuǎn)變成Cl^-需要得到10個(gè)電子，消毒等量的自來(lái)水，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，所需Cl₂和ClO₂的物質(zhì)的量之比為5：2，故答案為：5：2．

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．