Question

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

（1）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
（2）在电解过程中，与电源负极相连的电极上的电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，若检验与电源正极相连的电极上的气体产物，实验室中通常选用的化学试剂是淀粉碘化钾溶液．
（3）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过蒸发浓缩、冷却、
结晶过滤（填写操作名称）除去NaCl．

Answer 1

分析 （1）工业食盐中含有较多的Ca²⁺、Mg²⁺杂质，可以用试剂NaOH、Na₂CO₃除去，所以离子反应式为Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，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；为了有效除去Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-，必须先加钡试剂或NaOH，最后加入Na₂CO₃溶液，如果先加入Na₂CO₃溶液，后加BaCl₂或Ba（OH）₂，则多余Ba²⁺无法除去；
（2）电解NaCl溶液时，在与电源正极相连的电极上（阳极），Cl^-失去电子生成Cl₂：2Cl^--2e^-=Cl₂；在与电源负极相连的电极（阴极）发生的反应为：2H⁺+2e^-=H₂，消耗H⁺，产生OH^-，所以附近的pH上升；检验氯气通常使用湿润的碘化钾淀粉溶液；
（3）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）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；
（2）在电解过程中，与电源负极相连的电极为阴极，电解池中阴极氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑；阳极氯离子失去电子生成氯气，氯气能够使淀粉碘化钾溶液变蓝，可用淀粉碘化钾溶液检验氯气，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；淀粉KI溶液；　　
（3）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：浓缩；过滤．

点评 本题考查氯碱工业，题目难度中等，涉及电解原理、粗盐提纯、化学实验基本操作方法的应用等知识，明确发生的离子反应及电解反应原理是解答的关键，注意除杂不能引入新的杂质及试剂的添加顺序．