Question

18．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程如图所示，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源负极相连的电极上的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，若检验与电源正极相连的电极上的气体产物，实验室中通常选用的化学试剂是湿润的淀粉碘化钾试纸
（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⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；．
（3）如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2-，该钡试剂可以是a c．（选填a、b、c）．
a．Ba（OH）₂　     b．Ba（NO₃）₂　    c．BaCl₂
（4）为了有效地除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序为bc（选填a、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Na₂CO₃
c．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，通过加热蒸发、冷却、过滤（填写操作名称）除去NaCl．

Answer 1

分析 （1）在电解过程中，与电源负极相连的电极为阴极，是溶液中的氢离子得电子发生还原反应；与电源正极相连的电极为阳极，则氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸；
（2）精制过程就是将杂质离子转化为沉淀除去的过程，Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀；
（3）添加钡试剂除去SO₄^2-，注意不能引入新的杂质；
（4）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后；
（5）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）在电解过程中，与电源负极相连的电极为阴极，是溶液中的氢离子得电子发生还原反应，方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑；与电源正极相连的电极为阳极，则氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸；故答案为；2H⁺+2e^-=H₂↑；湿润的淀粉碘化钾试纸；
（2）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀，离子反应分别为Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）添加钡试剂除去SO₄^2-，注意不能引入新的杂质，选Ba（NO₃）₂会引入杂质硝酸根离子，所以该钡试剂不能选用，
故答案为：ac；
（4）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分别与BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na₂CO₃溶液能除去过量的BaCl₂溶液，盐酸能除去过量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以应BaCl₂溶液再Na₂CO₃溶液之前加即可，所以加入试剂顺序为bc，故答案为：bc；
（5）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 本题考查粗盐提纯及电解原理，明确发生的离子反应及电解反应是解答的关键，注意除杂不能引入新的杂质及试剂的添加顺序，题目难度中等．