Question

8．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH溶液的工藝流程如下圖所示，完成下列填空：

（1）工業食鹽中含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質，精制過程發生反應的離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓．
（2）如果粗鹽中SO$\stackrel{2-}{4}$含量較高，必須添加鋇試劑除去，該鋇試劑可以是ac（選填a、b、c）．    a．Ba（OH）₂　b．Ba（NO₃）₂　c．BaCl₂
（3）為了有效地除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO$\stackrel{2-}{4}$，加入試劑的合理順序為bc（選填a、b、c）．
a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加鋇試劑
b．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃
c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（4）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過加熱蒸發、冷卻、過濾（填寫操作名稱）除去NaCl．
（5）在電解過程中，與電源負極相連的電極上的電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-），
若檢驗與電源正極相連的電極上的氣體產物，實驗室中通常選用的化學試劑是淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．

Answer 1

分析 （1）精制過程就是將雜質離子轉化為沉淀除去的過程，Ca²⁺、Mg²⁺等雜質與碳酸鈉、NaOH反應轉化為沉淀；
（2）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質；
（3）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后；
（4）根據氫氧化鈉和氯化鈉的溶解度隨溫度的變化關系來確定實現氯化鈉和氫氧化鈉分離獲得氯化鈉的方法；
（5）電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應，陽極上是氯離子失電子的氧化反應，產生的氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍．

解答 解：（1）Ca²⁺、Mg²⁺等雜質與碳酸鈉、NaOH反應轉化為沉淀，離子反應分別為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）添加鋇試劑除去SO₄^2-，注意不能引入新的雜質，選Ba（NO₃）₂會引入雜質硝酸根離子，所以該鋇試劑不能選用，
故答案為：ac；
（3）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應BaCl₂溶液再Na₂CO₃溶液之前加即可，所以加入試劑順序為bc，故答案為：bc；
（4）根據表中數據可以得出：氫氧化鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，但是氯化鈉的溶解度受溫度的影響不大，則在溫度高的時候，生成氫氧化鈉晶體即可除去氯化鈉，所以氫氧化鈉和氯化鈉分離的方法是：蒸發結晶，趁熱過濾；故答案為：蒸發結晶，過濾；
（5）電解氯化鈉溶液，根據放電順序，電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應，2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-），陽極上是氯離子失電子的氧化反應，產生的氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍檢驗試劑是：淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑（或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-）；淀粉、碘化鉀（或淀粉碘化鉀溶液）．

點評 本題考查粗鹽提純及電解原理，明確發生的離子反應及電解反應是解答的關鍵，注意除雜不能引入新的雜質及試劑的添加順序，題目難度中等．