题目内容

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如图

依据图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为
2Cl--2e-=Cl2
2Cl--2e-=Cl2
,与电源负极相连的电极附近,溶液pH
变大
变大
(填“不变”“升高”或“下降”).
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质.精制过程发生反应的离子方程式为
Ca2++CO32-=CaCO3
Ca2++CO32-=CaCO3
Mg2++OH-=Mg (OH)2
Mg2++OH-=Mg (OH)2

(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是
a、c
a、c

a.Ba(OH)2       b.Ba(NO32        c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的顺序为
b、c
b、c

a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂  b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,
蒸发
蒸发
、冷却、
过滤
过滤
(填写操作名称)除去NaCl
(6)电解饱和食盐水的离子方程式为
2Cl-+H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
分析:与电源正极相连的电极为电解池的阳极,发生氧化反应,反应的化学方程式为 2Cl--2e-=Cl2,与电源负极相连的电极为电解池的阴极,发生还原反应,反应的化学方程式为H2O+2e-=H2↑+2OH-.精制过程发生反应为钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀.除去硫酸根离子的同时不能引入新的离子,而氯离子和氢氧根离子溶液中本身就含有,故硝酸钡不行.NaOH的溶解度随温度的升高而变大,NaCl的溶解度随温度的升高基本不变,利用溶解度差异可以除去NaCl.
解答:解:(1)与电源正极相连的电极为电解池的阳极,发生氧化反应,反应的化学方程式为 2Cl--2e-=Cl2,与电源负极相连的电极为电解池的阴极,发生还原反应,反应的化学方程式为H2O+2e-=H2↑+2OH-,故溶液的pH变大,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2;变大;
(2)精制过程发生反应的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++OH-=Mg (OH)2↓,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓;Mg2++OH-=Mg (OH)2↓;
(3)除去硫酸根离子的同时不能引入新的离子,而氯离子和氢氧根离子原溶液中本身就含有,故钡试剂可以是Ba(OH)2或BaCl2,故答案为:a、c;
(4)加入的钡离子可以由碳酸钠除去,故最后加碳酸钠,钡试剂与氢氧化钠先后都可,故加入试剂的顺序为先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3或先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
故答案为:b、c;
(5)NaOH的溶解度随温度的升高而变大,NaCl的溶解度随温度的升高基本不变,利用溶解度差异可以除去NaCl.步骤一次为蒸发、冷却、过滤.
故答案为:蒸发;过滤;
(6)电解饱和食盐水,阳极:2Cl--2e-=Cl2,阴极:H2O+2e-=H2↑+2OH-,离子方程式为2Cl-+H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
故答案为:2Cl-+H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
点评:本题重点考查了食盐水的精制,电解池的电解原理及电极反应离子方程式的书写.
练习册系列答案
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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液.某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氧化钠辖液电解实验,如图1所示.

回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为
2O2+4H2O+8e-=8OH-
2O2+4H2O+8e-=8OH-
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.电解氯化钠溶液的总反应方程式为
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2

(3)氯碱厂电解饱和食盐水制取烧碱,同时制盐酸的工艺流程如图2:
根据题意完成下列填空:
①粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用试剂为:A 盐酸;B BaCl2溶液;C NaOH溶液;D Na2CO3溶液.加入试剂的顺序是
BCDA或CBDA
BCDA或CBDA

②电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为
2Cl--2e→Cl2
2Cl--2e→Cl2
.与电源负极线连的电极附近溶液pH
变大
变大
(变大、不变、变小).
③HCl合成反应中保持过量的气体是
氢气
氢气
;从HCl合成塔的观察口能观察到的现象是
苍白色火焰
苍白色火焰

④利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽,用于NaOH溶液的蒸发,这样做的优点是
充分利用能量
充分利用能量

⑤检验NaOH产品中是否含有NaCl的实验方案是
加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠
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