Question

18．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH溶液的工藝流程示意圖如圖所示，完成下列填空：

（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上電極反應為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，與電源負極相連的電極附近，溶液pH升高（選填“不變”、“升高”或“下降”）．
（2）工業(yè)食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺等雜質，精制過程發(fā)生反應的離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓．
（3）如果粗鹽中SO₄^2-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO₄^2-，該鋇試劑可以是ac．（選填a、b、c）
a．Ba（OH）₂           b．Ba（NO₃）₂           c．BaCl₂
（4）為了有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，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
（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過加熱蒸發(fā)、冷卻、過濾（填寫操作名稱）除去NaCl．

Answer 1

分析 （1）電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時陰極附近生成氫氧化鈉；
（2）鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇，雜質離子都沉淀了，再進行過濾，最后再加入鹽酸除去反應剩余的氫氧根離子和碳酸根離子；
（3）工業(yè)食鹽中如果含有SO₄^2-，則可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀；由于不能引進其他陰離子，所以鋇試劑只能用BaCl₂或Ba（OH）₂；
（4）粗鹽中含大量Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，為有效除去這些離子，選NaOH除去鎂離子，碳酸鈉除去鈣離子、氯化鋇除去硫酸根離子，但碳酸鈉一定在氯化鋇之后，可除去過量的鋇離子；
（5）經過一段時間的電解，NaCl溶液濃度在下降，NaOH溶液濃度在上升．當NaOH溶液質量分數(shù)變成10%，NaCl溶液質量分數(shù)變成16%時，停止電解，電解液加熱蒸發(fā)，由于NaOH的溶解度大于NaCl，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻、結晶和過濾后可除去后經過濾除去NaCl，獲得的NaCl可循環(huán)使用，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）電解食鹽水，與正極相連為陽極，生成氯氣，該電極反應為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，與電源負極相連為陰極，生成氫氣和NaOH，生成堿，所以pH升高，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；升高；
（2）鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇，雜質離子都沉淀了，再進行過濾，最后再加入鹽酸除去反應剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，所以Ca²⁺、Mg²⁺除雜過程中涉及的離子方程式為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）除去粗鹽中的SO₄^2-，可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀，由于不能引進其他陰離子，所以鋇試劑只能用BaCl₂或Ba（OH）₂，故ac正確，
故答案為：ac；
（4）粗鹽中含大量Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，為有效除去這些離子，選NaOH除去鎂離子，碳酸鈉除去鈣離子、氯化鋇除去硫酸根離子，但碳酸鈉一定在氯化鋇之后，可除去過量的鋇離子，bc均符合，故答案為：bc；
（5）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(fā)濃縮、冷卻、結晶、過濾；
故答案為：加熱蒸發(fā)；過濾．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用及海水資源利用等，為高頻考點，把握分離流程中的反應及混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．