Question

如图展示了氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠的工艺流程：

如图完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相联的电极上所发生反应的电极反应式为：

 

，与电源负极相联的电极附近，溶液的PH

 

（填：“不变”、“升高”或“下降”）
（2）为有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序为：

 

．
a．先加NaOH溶液，后加Na₂CO₃溶液，再加BaCl₂溶液，最后加盐酸调PH至溶液呈中性
b．先加NaOH溶液，后加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加盐酸调PH至溶液呈中性
c．先加BaCl₂溶液，先加NaOH溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加盐酸调PH至溶液呈中性
（3）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止氯气与氢氧化钠反应．若采用无隔膜电解冷的食盐水时，氯气与氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，相应的化学方程式为：

 

．

Answer 1

考点：电解原理,氯碱工业,物质的分离、提纯和除杂

专题：电化学专题

分析：（1）电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极上有氢氧根离子生成，根据氢氧根离子浓度的变化判断溶液PH的变化；
（2）根据根据SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易转化为沉淀而被除去，以及根据不能产生新杂质的要求排序，前面加入的过量溶液应用后加入的溶液除去，最后加入适量的溶液，有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后，是为除去过量的钡离子，显然选项bc符合；
（3）根据反应物和生成物写出反应方程式．

解答： 解：（1）电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时阴极附近生成氢氧根离子，溶液呈碱性，pH变大；
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；升高；
（2）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，所以应先加BaCl₂溶液再加氢氧化钠溶液，或者是先加氢氧化钠溶液再加氯化钡溶液，然后加Na₂CO₃溶液，最后加入盐酸，所以正确顺序为：先加NaOH溶液，后加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加盐酸调PH至溶液呈中性，或先加BaCl₂溶液，先加NaOH溶液，再加Na₂CO₃溶液，最后加盐酸调PH至溶液呈中性；
故答案为：bc；
（3）若氯气和氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，则发生的反应为 NaCl+H₂O

通电  .

NaClO+H₂↑，故答案为：NaCl+H₂O

通电  .

NaClO+H₂↑．

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．