Question

（2011?北京）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示．
（1）溶液A的溶质是

NaOH

．
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是

2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

．
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3．用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：

Cl₂与水的反应为Cl₂+H₂OHCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出

．
（4）电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-[c（SO₄^2-）＞c（Ca²⁺）]．精制流程如下（淡盐水和溶液A来自电解池）：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是

Mg（OH）₂

．
②过程I中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是

2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O

．
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小．过程II中除去的离子有

SO₄^2-、Ca²⁺

．
④经过程III处理，要求盐水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L．若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b，至多添加10% Na₂SO₃溶液

1.76

kg（溶液体积变化忽略不计）．

Answer 1

分析：（1）根据电极反应判断阴极产物；
（2）根据两极的反应书写电解反应式；
（3）根据阳极产物和平衡移动原理分析；
（4）①根据杂质离子和溶液的酸碱性判断能反应生成的沉淀；
②根据A溶液成分和可能具有的性质，结合氧化还原反应和质量守恒定律书写离子方程式；
③根据溶液成分和溶解度大小判断生成的沉淀；
④根据反应方程式和质量守恒解答．

解答：解：（1）电解饱和食盐水时，阴极反应式为：2H₂O-2e^-═2OH^-+H₂↑，阳极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极产物为NaOH和H₂，阳极产物是Cl₂，据此可以确定溶液A的溶质是NaOH，故答案为：NaOH；
（2）根据阳极极和阴极的反应式可得电解反应的离子方程式是2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl₂+H₂OHCl+HClO向左移动，减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出，故答案为：Cl₂与水的反应为Cl₂+H₂OHCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl₂在水中的溶解，有利于Cl₂的逸出；
（4）①根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程I是将Mg²⁺转化为Mg（OH）₂沉淀除去，即盐泥a中除泥沙外，还含有的物质是Mg（OH）₂，
故答案为：Mg（OH）₂；
②将NH₄⁺转化为N₂的氧化剂是Cl₂，对应的离子方程式是2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O，故答案为：2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca²⁺和SO₄^2-分别转化为CaCO₃和BaSO₄沉淀除去，故答案为：SO₄^2-、Ca²⁺；
④NaClO与Na₂SO₃溶液反应的化学方程式为：NaClO+Na₂SO₃NaCl+Na₂SO₄，若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b时至少需要10%Na₂SO₃溶液

74.5g

74.5g?mol-1

×126g?mol-1×

100

10

=1.26kg，若盐水c中剩余Na₂SO₃的含量为5mg/L，则还需添加10% Na₂SO₃溶液50g÷10%=0.5kg，因此至多添加10%Na₂SO₃溶液
的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg．故答案为：1.76．

点评：本题考查饱和食盐水的电解和粗盐的提纯，题目较为综合，注意平衡移动原理的应用以及物质的量应用于化学方程式的计算．做题时注意题中所给信息，用守恒的方法解答．