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，完成下列填空：

（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH　　　　   （選填：不變，升高或下降）

（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

　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（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

　　　　　　　　 （選填a，b，c）。

a．Ba(OH)₂　　　　　　　　　　   b．Ba(NO₃)₂　　　　　　　　　　   c．BaCl₂

（4）為有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－；加入試劑的合理順序是　　　　　　　　 （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　　   、冷卻、　　 

（填寫操作名稱）除去NaCl。

（6）在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與NaOH反應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl₂與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H₂，相應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）2Cl――2e＝Cl2↑；升高 （2）Ca2+＋CO＝↓； Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓ （3）a  c （4）b  c （5）蒸發(fā)；過濾 （6）NaCl＋H2ONaClO＋H2↑ 或2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O

提示：

電解過程中，與電源正極相連的是電解槽中的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，即氯離子被氧化生成氯氣，其化學(xué)方程式為2Cl――2e＝Cl2↑。與電源負(fù)極相連的電極為陰極，氫離子發(fā)生還原反應(yīng)，水的電離平衡遭受破壞，水進(jìn)一步電離，該極附近溶液中的氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，溶液的pH大于7。 粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)，通過溶解、過濾，除去不溶性雜質(zhì)。溶液中還存在鈣、鎂和硫酸根等雜質(zhì)離子，其危害是產(chǎn)生沉淀、堵塞管路（氫氧化鎂）和腐蝕電極（硫酸根）。添加試劑，使上述離子轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，一般為了除凈雜質(zhì)離子，所加試劑需要稍過量，而后續(xù)試劑又需將前面過量的試劑除去，因此產(chǎn)生了試劑添加順序問題。除去鎂離子或硫酸根離子，選用試劑不同，相互間不影響，因此前后順序可以顛倒，所以試劑的順序也不一定是唯一的。添加鋇試劑除去硫酸根離子（相應(yīng)的陰離子只能是電解的原料和產(chǎn)品有關(guān)的氯離子或氫氧根離子），但加入稍過量的鋇試劑，必然在溶液中增添了鋇離子雜質(zhì)，后續(xù)加入碳酸根離子除去過量的鋇離子，溶液中稍過量的碳酸根離子可用鹽酸除去。b、c皆為正確選項。 常溫下，飽和食鹽水的濃度約為26.5%，電解后溶液為16%的氯化鋇和10%的氫氧化鈉的混合溶液，欲分離出產(chǎn)品氫氧化鈉，題干給了一個重要信息：混合溶液經(jīng)脫鹽，獲得50%的氫氧化鈉溶液，固體食鹽返回電解液繼續(xù)電解。假設(shè)取100 g混合溶液，其中10 g氫氧化鈉、16 g氯化鈉和74 g水；當(dāng)氫氧化鈉的濃度達(dá)50%時，剩余其它物質(zhì)的總質(zhì)量也僅有10 g，很明顯經(jīng)加熱、蒸發(fā)（蒸發(fā)掉60多克的水）、冷卻、過濾（由于溶劑的減少，氯化鈉大量的析出）、濾液為50%氫氧化鈉溶液；若再經(jīng)重結(jié)晶，獲得純凈的氫氧化鈉。 工業(yè)電解飽和食鹽水的設(shè)備是立式隔膜電解槽，石棉絨隔膜將陽極區(qū)與陰極區(qū)分開，氯氣不與氫氧化鈉相遇，因此陽極區(qū)生成氯氣，陰極區(qū)生成氫氣和氫氧化鈉。若將隔膜除去，陽極生成的氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉（原有），因此產(chǎn)品為次氯酸（消毒劑、其水溶液俗稱漂液）和氫氣，反應(yīng)方程式為：NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。