Question

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图：
依据图，完成下列填空：
（1）电解饱和食盐水所发生的化学反应方程式为

 

．
（2）若对10L饱和食盐水电解两分钟共收集标准状况下的气体22.4L，电解后溶液的pH=

 

（设溶液体积不变，温度为25°C）．
（3）为有效除去粗盐中含有的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序可以是

 

（选填A、B、C）．
A．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加BaCl₂，最后用盐酸酸化
B．先加NaOH，后加BaCl₂，再加Na₂CO₃，最后用盐酸酸化
C．先加BaCl₂，后加NaOH，再加Na₂CO₃，最后用盐酸酸化
（4）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过

 

、冷却、

 

（填写操作名称）分离除去NaCl．

Answer 1

分析：（1）电解饱和食盐水可以获得氢氧化钠、氯气和氢气；
（2）根据电解方程式结合生成氯气、氢气的量来计算生成氢氧化钠的物质的量，进而计算浓度以及pH即可；
（3）根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀，最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
（4）根据氯化钠的溶解度随温度变化不大的特征进行解答．

解答：解：（1）电解饱和食盐水可以获得氢氧化钠、氯气和氢气，其方程式为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑； 
（2）收集标准状况下的气体22.4L，即氯气和氢气各0.5mol，根据反应2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，生成氢氧化钠的物质的量是1mol，浓度是

1mol

10L

=0.1mol/L，所以pH=13，故答案为：13；
（3）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀；硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀；至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，故答案为：BC；
（4）由氯化钠的溶解度随温度变化不大的特征，脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过蒸发、冷却、过滤除去NaCl，故答案为：加热（蒸发）；过滤．

点评：本题涉及电解池的工作原理以及溶液pH的计算等方面知识，属于综合知识的考查，难度不大．