Question

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

（1）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
（2）在電解過程中，與電源負(fù)極相連的電極上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，若檢驗與電源正極相連的電極上的氣體產(chǎn)物，實驗室中通常選用的化學(xué)試劑是淀粉碘化鉀溶液．
（3）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻、
結(jié)晶過濾（填寫操作名稱）除去NaCl．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)食鹽中含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺雜質(zhì)，可以用試劑NaOH、Na₂CO₃除去，所以離子反應(yīng)式為Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，如果含有SO₄^2-，則可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀；由于不能引進(jìn)其他陰離子，所以鋇試劑只能用BaCl₂或Ba（OH）₂；為了有效除去Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-，必須先加鋇試劑或NaOH，最后加入Na₂CO₃溶液，如果先加入Na₂CO₃溶液，后加BaCl₂或Ba（OH）₂，則多余Ba²⁺無法除去；
（2）電解NaCl溶液時，在與電源正極相連的電極上（陽極），Cl^-失去電子生成Cl₂：2Cl^--2e^-=Cl₂；在與電源負(fù)極相連的電極（陰極）發(fā)生的反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂，消耗H⁺，產(chǎn)生OH^-，所以附近的pH上升；檢驗氯氣通常使用濕潤的碘化鉀淀粉溶液；
（3）經(jīng)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(dāng)NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)變成10%，NaCl溶液質(zhì)量分?jǐn)?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(jié)晶和過濾后可除去后經(jīng)過濾除去NaCl，獲得的NaCl可循環(huán)使用，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）除去粗鹽中的SO₄^2-，可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀，由于不能引進(jìn)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；
（2）在電解過程中，與電源負(fù)極相連的電極為陰極，電解池中陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑；陽極氯離子失去電子生成氯氣，氯氣能夠使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，可用淀粉碘化鉀溶液檢驗氯氣，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；淀粉KI溶液；　　
（3）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(jié)晶、過濾；
故答案為：濃縮；過濾．

點評 本題考查氯堿工業(yè)，題目難度中等，涉及電解原理、粗鹽提純、化學(xué)實驗基本操作方法的應(yīng)用等知識，明確發(fā)生的離子反應(yīng)及電解反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，注意除雜不能引入新的雜質(zhì)及試劑的添加順序．