Question

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应式为__________。 与电源负极相连的电极附近，溶液pH ________（选填：不变，升高或下降）。

(2)工业食盐含Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为___________，

(3)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

(4)为有效除去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

(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)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl₂与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl₂与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H₂，相应的化学方程式为_____。

Answer

2Cl--2e-=Cl2↑ 升高 Ca2++ CO32-= CaCO3↓；Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓ ac bc 蒸发 过滤 NaCl+H2ONaClO+H2↑

【解析】

(1)电解过程中，与电源正极连接的电极为阳极，阳极上Cl-失去电子发生氧化反应；与电源负极连接的电极为阴极，阴极上溶液中的H+得到电子被还原为H2，同时附近溶液中生成NaOH；

(2)用可溶性的碳酸钠除去Ca2+，用NaOH除去Mg2+；

(3)添加Ba2+除去SO42-，注意不能引入新的杂质；

(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，应注意碳酸钠在含钡离子的试剂之后；

(5)根据氯化钠的溶解度随温度变化不大的特征进行分析；

(6)根据反应物和生成物写出反应方程式。

(1)电解食盐水，与电源正极相连的电极为阳极，阳极Cl-失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：上所发生反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，与电源负极相连为阴极，阴极上溶液水电离产生的H+得到电子变为H2，同时附近溶液生成NaOH，使溶液中c(OH-)增大，所以溶液pH升高；

(2)杂质Ca2+用Na2CO3除去，杂质Mg2+用NaOH除去，反应的离子反应分别为Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；

(3)如果粗盐中SO42-过高，除去SO42-要使用Ba2+，使SO42-转化为BaSO4沉淀，不能引入新的杂质，由于除去Mg2+要使用NaOH，使用试剂若是Ba(NO3)2，就会引入杂质离子NO3-，所以合理选项是ac；

(4)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，应注意碳酸钠在钡试剂之后，是为除去过量的Ba2+，显然选项bc符合，故合理选项是bc；

(5)因为NaCl的溶解度受温度影响变化不大，而NaOH的溶解度受温度的影响变化较大，所以可以采用蒸发溶剂结晶的方法，然后过滤制得晶体，从而除去氢氧化钠中的氯化钠；

(6)若氯气和氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气，则发生的反应为：NaCl+H2O NaClO+H2↑。