Question

“向海洋进军”，已成为世界许多国家发展的战略口号，海水中通常含有较多的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：

依据图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极的电极反应式为

 

；
（2）电解过程的总反应的化学方程式

 

．
（3）电解槽阳极产物可用于

 

（至少写出两种用途）．
（4）工业食盐含Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为：

 

．
（5）如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2-，该钡试剂可以是

 

a．Ba（OH）₂　　　b．Ba（NO₃）₂　　　c．BaCl₂
（6）为了有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-加入试剂的合理顺序为

 

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
（7）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：

温度/℃	20	30	40	50	60	70	80	90	100
NaOH/g	109	118	129	146	177	300	313	318	337
NaCl/g	36	36.3	36.6	37	37.3	37.8	38.4	39	39.8

根据上述数据，脱盐工序中利用通过

 

、

 

（填操作名称）除去NaCl．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,电解原理

专题：实验题

分析：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极为阳极，是溶液中的阴离子失电子发生氧化反应；
（2）电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）根据阳极生成氯气来分析；
（4）精制过程就是将杂质离子转化为沉淀除去的过程，Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀；
（5）添加钡试剂除去SO₄^2-，注意不能引入新的杂质；
（6）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应注意碳酸钠在钡试剂之后；
（7）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）在电解过程中，与电源正极相连的电极为阳极，则氯离子失电子发生氧化反应，方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）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↑；
（3）由（1）得，阳极生成氯气，氯气可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等，故答案为：制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等；
（4）Ca²⁺、Mg²⁺等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀，离子反应分别为Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（5）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：a c；
（6）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；
（7）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，趁热过滤；故答案为：蒸发结晶，趁热过滤；

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．