Question

15．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示．
（1）溶液A的溶质是NaOH；
（2）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⁺）]．

精致流程如下（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⁺．

Answer 1

分析 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．
（1）根据电极反应判断阴极产物；
（2）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．

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）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⁺．

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电极反应式、离子反应式的书写，做题时注意题中所给信息，用守恒的方法解答．