Question

【题目】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+、SO42﹣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SO42﹣ ， 解释其原因[已知：Ksp（BaSO4）=1.1×10﹣10、Ksp（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

【答案】
（1）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（2）使氯气与水的反应（Cl2+H2O?HCl+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）NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+
【解析】解：（1）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以答案是：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（2）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出，所以答案是：使氯气与水的反应（Cl2+H2OHCl+HClO）平衡向右移动，减少氯气溶解；（3）加入过量的Na2CO3和NaOH，可分别除去Ca2+、Mg2+ ， 在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl2 ， 除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na2CO3除去．BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO 时，发生BaSO4（s）+CO （aq）=BaCO3（s）+SO （aq），BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s），所以答案是：BaCl2； Na2CO3；由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中的CO 较大时，BaSO4会部分转化为BaCO3；（4）NH4+被氧化生成NCl3 ， 电极方程式为NH4+﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+ ， 所以答案是：NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+ ．