Question

某碱厂电解饱和食盐水制取烧碱溶液的工艺流程如图所示：

完成下列填空：
（1）写出总的电解化学方程式

 

（2）写出实验室制取阳极气体产物的离子方程式

 

（3）工业食盐中含Ca²⁺、Mg²⁺等杂质离子，精制过程中发生的离子方程式

 

；

 

（4）如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去，该钡试剂可以是

 

a．Ba（OH）₂溶液    b．Ba（NO₃）₂溶液    c．BaCl₂溶液
（5）为了有效地除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序是

 

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
d．先加Na₂CO₃，后加NaOH，再加钡试剂
（6）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过

 

、冷却、

 

（填操作名称）除去NaCl．

Answer 1

考点：电解原理,工业制烧碱

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）根据图可看出电解氯化钠溶液的生成物，配平即可；
（2）电解饱和食盐水，在阳极上产生氯气；实验室中用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气；
（3）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质离子可以分别用碳酸钠、氢氧化钠除去；
（4）除杂时不能向溶液中引进杂质离子；
（5）根据除去钙离子用碳酸根离子进行沉淀，除去镁离子用氢氧根离子进行沉淀，除去硫酸根离子用钡离子沉淀，过量的钡离子需要用碳酸根离子除去进行分析；
（6）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）电解氯化钠溶液的生成物有氢氧化钠、氯气以及氢气，反应原理为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）电解饱和食盐水，在阳极上产生氯气，实验室中用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，反应的实质是：2Cl^-+MnO₂+4H⁺

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：2Cl^-+MnO₂+4H⁺

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质离子可以分别用碳酸钠、氢氧化钠除去，精制过程发生反应的离子方程式为Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓、Mg²⁺+OH^-=Mg （OH）₂↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；Mg²⁺+OH^-=Mg （OH）₂↓；
（4）除去硫酸根离子的同时不能引入新的离子，而氯离子和氢氧根离子原溶液中本身就含有，故钡试剂可以是Ba（OH）₂或BaCl₂，故答案为：ac；
（5）加入的钡离子可以由碳酸钠除去，故最后加碳酸钠，钡试剂与氢氧化钠先后都可，故加入试剂的顺序为先加NaOH，后加钡试剂，再加Na₂CO₃或先加钡试剂，后加NaOH，再加Na₂CO₃，
故答案为：bc；
（6）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：本题重点考查了食盐水的精制、电解池的电解原理及电极反应离子方程式的书写的知识，是一道综合知识的考查，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度不大．