Question

18．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如图所示，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，与电源负极相连的电极附近，溶液pH升高（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Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓．
（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ac．（选填a、b、c）
a．Ba（OH）₂           b．Ba（NO₃）₂           c．BaCl₂
（4）为了有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序为bc（选填a、b、c）
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，通过加热蒸发、冷却、过滤（填写操作名称）除去NaCl．

Answer 1

分析 （1）电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧化钠；
（2）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，杂质离子都沉淀了，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子；
（3）工业食盐中如果含有SO₄^2-，则可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀；由于不能引进其他阴离子，所以钡试剂只能用BaCl₂或Ba（OH）₂；
（4）粗盐中含大量Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，为有效除去这些离子，选NaOH除去镁离子，碳酸钠除去钙离子、氯化钡除去硫酸根离子，但碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子；
（5）经过一段时间的电解，NaCl溶液浓度在下降，NaOH溶液浓度在上升．当NaOH溶液质量分数变成10%，NaCl溶液质量分数变成16%时，停止电解，电解液加热蒸发，由于NaOH的溶解度大于NaCl，通过蒸发浓缩、冷却、结晶和过滤后可除去后经过滤除去NaCl，获得的NaCl可循环使用，据此进行解答．

解答 解：（1）电解食盐水，与正极相连为阳极，生成氯气，该电极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，与电源负极相连为阴极，生成氢气和NaOH，生成碱，所以pH升高，
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；升高；
（2）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，杂质离子都沉淀了，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以Ca²⁺、Mg²⁺除杂过程中涉及的离子方程式为：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（3）除去粗盐中的SO₄^2-，可加Ba²⁺形成BaSO₄白色沉淀，由于不能引进其他阴离子，所以钡试剂只能用BaCl₂或Ba（OH）₂，故ac正确，
故答案为：ac；
（4）粗盐中含大量Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，为有效除去这些离子，选NaOH除去镁离子，碳酸钠除去钙离子、氯化钡除去硫酸根离子，但碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，bc均符合，故答案为：bc；
（5）氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大，则在温度高的时候，生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠，所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是：蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤；
故答案为：加热蒸发；过滤．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用及海水资源利用等，为高频考点，把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．