Question

氯碱工业中用离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下：

依据上图完成下列填空：

(1)与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为____________________；与电源负极相连的电极附近，溶液的pH________(填“不变”、“升高”或“降低”)。

(2)工业食盐含Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________。

(3)如果粗盐中含量较高，必须添加钡试剂除去，该钡试剂可以是________(填字母代号)。

a．Ba(OH)₂　　 b．Ba(NO₃)₂　　 c．BaCl₂

(4)为有效除去Ca^2＋、Mg^2＋、，加入试剂的合理顺序为________(填字母代号)。

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

(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过______、冷却、______(填写操作名称)除去NaCl。

(6)由图示可知用离子交换膜法电解制碱工艺中________产品可循环使用。

(7)已知NaCl在60 ℃的溶解度为37.1 g，现电解60 ℃精制饱和食盐水1371 g，经分析，电解后溶液密度为1.37 g·cm^－3，其中含有20 g NaCl，则电解后NaOH的物质的量浓度为________mol·L^－1。

Answer

(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 升高

(2)Ca2＋＋ ===CaCO3↓；Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

(3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤

(6)NaCl(或淡盐水) (7)7.14

【解析】

试题分析：本题以氯碱工业为主线突出考查了元素及其化合物这一主干知识，通过本题的解答需要明确以下几点：(1)在电解饱和NaCl溶液时，电解池阴极附近溶液的pH为什么会升高？这是因为当电解时Na＋、H＋趋向阴极，而H＋放电能力比Na＋强，故H＋在阴极放电：2H＋＋2e－===H2↑，而H＋在阴极不断放电打破了水的电离平衡，使阴极附近溶液中c(OH－)>c(H＋)，故电解一段时间后阴极因生成NaOH而使溶液的pH升高。

(2)离子交换膜法电解制碱技术是氯碱工业发展的方向，同以前无隔膜法电解制碱技术相比避免了Cl2进入阴极区与NaOH溶液接触发生如下反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，影响产品的质量。

考点：考查氯碱工业的判断、物质的除杂、实验基本操作以及化学计算