Question

12．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依照如图，完成下列填空：
（1）写出通电条件下电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）为有效除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO${\;}_{4}^{2-}$杂质，精制过程中加入试剂的合理顺序为BC
A．NaOH溶液，Na₂CO₃溶液，钡试剂，盐酸
B、NaOH溶液，钡试剂，Na₂CO₃溶液、盐酸
C．钡试剂，NaOH溶液，Na₂CO₃溶液、盐酸
（3）钡试剂可以是AC
A．Ba（OH）₂
B．Ba（NO₃）₂
C．BaCl₂
（4）为了保证杂质能够完全除去，除去试剂均稍过量，判断钡试剂已经过量的方法是静置，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，如无沉淀产生，证明钡试剂已过量
（5）请写出精制过程中加入适量盐酸时发生反应的离子方程式H⁺+OH^-=H₂O；CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O
（6）下表是NaOH、NaCl在不同温度下的溶解度（单位：g/100g水）

温度（℃）	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	70℃	80℃	90℃	100℃
NaOH	42	51	109	119	129	145	174	299	314	329	347
NaCl	35.7	35.8	36	36.3	36.6	37	37.3	37.8	38.4	39	39.8

由此可知：
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（填写操作名称），除去NaCl₂该工业流程中循环中可循环利用的物质是NaCl．

Answer 1

分析 （1）电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后；
（3）添加钡试剂除去SO₄^2-，注意不能引入新的杂质；
（4）判断钡试剂已经过量的方法是静置，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，如无沉淀产生，证明钡试剂已过量；
（5）加入适量盐酸除去溶液中的碳酸根和氢氧根离子，据此书写离子方程式；
（6）根据氢氧化钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系来确定实现氯化钠和氢氧化钠分离获得氯化钠的方法．

解答 解：（1）电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故答案为：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（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；
（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）判断钡试剂已经过量的方法是静置，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，如无沉淀产生，证明钡试剂已过量，故答案为：静置，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，如无沉淀产生，证明钡试剂已过量；
（5）加入适量盐酸除去溶液中的碳酸根和氢氧根离子，离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O；CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O；    
（6）根据表中数据可以得出：氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大，则在温度高的时候，生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠，所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是：蒸发结晶，过滤，可循环利用的物质是NaCl；故答案为：蒸发结晶，过滤；NaCl．

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．