Question

氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业。

（1）电解饱和食盐水的化学方程式是                              

（2）电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用               ；

（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的    (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的______________(填化学式)和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-,解释其原因            

[已知:K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10、K_sp(BaCO₃)=5.1×10^-9]。 

（4）食盐水中若含有NH₄⁺，会在阳极产生难溶于水的NCl₃，写出该电极反应式_________________

Answer

（1）2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑

（2）使氯气与水的反应(Cl2+H2OHCl+HClO)平衡向右移动，减少氯气溶解。 （3） BaCl2 Na2CO3 由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中的CO32-较大时，BaSO4会部分转化为BaCO3。（4） NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+

【解析】

试题分析：（1）电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑；（2） 由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出；（3） 由于所加物质都是过量的，前面加入的物质必须经后面的物质除去，所以首先应加入过量的BaCl2溶液来沉淀SO42-，过量的BaCl2可经后面加入的Na2CO3溶液除去。观察BaSO4和BaCO3的Ksp不难发现，二者相差不大，在CO32-浓度比较大时，BaSO4会转化为BaCO3而生成SO42-。（4） NH4+在阳极产生难溶于水的NCl3，电极反应式NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+。

考点：氯碱工业