Question

7．西南地区有较丰富的食盐矿和电力资源，适合建设大型的氯碱工业．下图是用惰性电极电解饱和食盐水的原理示意图，请回答下列问题：
（1）电极A的电极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）电解所用的盐水需精制．去除有影响的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-以及泥沙等杂质，精制流程如下：
称取粗盐$\stackrel{溶解}{→}$$→_{①}^{BaCl_{2}}$$→_{②}^{NaOH}$$→_{③}^{Na_{2}CO_{3}}$$→_{④}^{过滤}$滤液$→_{⑤}^{适量盐酸}$$→_{⑥}^{蒸发、结晶、烘干}$精盐
①在除杂过程中，所加试剂应该过量，以保证除尽杂质．第③步中，相关的离子方程式是Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓ Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
②若先用盐酸调pH值再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是在此酸度条件下会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度．

Answer 1

分析 （1）钠离子向阴极移动，所以A是阴极，阴极水电离产生的氢离子发生还原反应，所以电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，所以离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）①碳酸钠可以除去两种杂质：钡离子和钙离子；
②氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应，据此回答．

解答 解：（1）钠离子向阴极移动，所以A是阴极，阴极水电离产生的氢离子发生还原反应，所以电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，所以离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）①加入碳酸钠的目的是除去溶液中氯化钙以及先前加入的氯化钡，故离子反应方程式为：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案为：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓ Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
②若先用盐酸调pH再过滤，氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应，将对实验结果产生影响，
故答案为：在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度．

点评 本题是一道物质的电解池的工作原理和分离和提纯的方法和基本操作的综合应用题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．