Question

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程图如图所示，依据流程图，完成下列填空：

（1）工业食盐含Ca²⁺、Mg²⁺等杂质．精制过程中所得沉渣的主要成份是

 

（填化学式）；
（2）如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2-，该钡试剂不可以是

 

（填选项字母序号）：
A．Ba（HCO₃）₂　　　　B．Ba（NO₃）₂　　　C．Ba（OH）₂ D．BaCl₂
（3）为有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序为

 

　（选选项字母序号）．
A．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na₂CO₃
B．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加钡试剂
C．先加钡试剂，后加Na₂CO₃，再加NaOH
（4）通过离子交换膜电解饱和食盐水，与电源正极相连的电极应选择

 

电极（填“石墨”或“铁”）；写出阴极发生的电极反应式

 

；
（5）阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠，其目的是

 

；电解一段时间后，若两极共收集到2.24L气体（气体所处状态为标准状态且不考虑气体在水中的溶解）试计算导线上转移的电子数为

 

N_A．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,原电池和电解池的工作原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：（1）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为碳酸钙、氢氧化镁沉淀；
（2）添加钡试剂除去SO₄^2-，不能引入新的杂质，据此对各选项判断；
（3）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后即可；
（4）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，与电源正极相连的电极必须是惰性电极；
（5）加入氢氧化钠溶液可以增大溶液中离子浓度，增强导电能力；根据电解反应计算出气体的物质的量，然后根据电子守恒计算出转移电子数．

解答： 解：（1）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应的离子反应分别为：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，所以沉渣的成分为：CaCO₃、Mg（OH）₂，
故答案为：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（2）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，其中B．Ba（NO₃）₂会引进难以除去杂质硝酸根离子，而A．Ba（HCO₃）₂ C．Ba（OH）₂ D．BaCl₂，可以加入碳酸钠和盐酸除去剩余杂质，所以不能选用的为B，
故答案为：B；
（3）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，所以可先加NaOH，后加钡试剂，再加Na₂CO₃，也可以先加钡试剂，后加Na₂CO₃，再加NaOH，所以AC正确，
故答案为：AC；
（4）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↑，则正极材料必须为惰性电极，可以为石墨，不能用铁做正极；电解池中阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案为：石墨；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（5）阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠，可以增大离子浓度，增强溶液的导电能力；
电解饱和食盐水生成氢氧化纳、氢气和氯气：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，标况下2.24L气体的物质的量为：

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据反应可知，生成氢气和氢气的物质的量各为0.05mol，生成0.05mol氯气转移0.1mol电子，转移的电子为：0.1N_A，
故答案为：增大离子浓度，增强导电能力；0.1．

点评：本题考查物质分离、提纯方法及化学实验基本操作方法的综合应用，题目难度中等，涉及粗盐提纯及电解原理等知识，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，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力．