Question

【题目】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为_____________；与电源负极相连的电极附近，溶液pH______(选填：不变、升高或下降)。

(2)如果粗盐中SO42-含量较高，必须加钡剂除去，该钡试剂可以是_________；

a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2

(3)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_______________、_______________；

(4)氯碱工业所用的隔膜电解装置，广泛应用于多种化工产品生产，如工业上用惰性电极电解Na2CO3溶液得到含NaHCO3，原理如下图所示。

阴极产生的物质A的化学式为__________，a%_____b%(填“<、>、=”)，NaHCO3产生在_______室(填“阴极”或“阳极”)。

Answer 1

【答案】2Cl--2e-=Cl2 ↑ 升高 ac Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓ Ca2++CO32- =CaCO3↓ H2 < 阳极

【解析】

(1)电解食盐水，与电源正极相连的电极为阳极，生成氯气，与电源负极相连的电极为阴极，生成氢气和NaOH；

(2)添加钡试剂除去SO42-，注意不能引入新的杂质；

(3)精制过程就是将杂质离子转化为沉淀除去的过程，Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀；

(4)用惰性电极电解Na2CO3溶液得到含NaHCO3，阴极上氢离子得到电子生成氢气，剩余氢氧根生成氢氧化钠；阳极反应为2H2O-4e-═O2↑+4H+，溶液中c(H+)增大，发生反应：CO32-+H+═HCO3-，据此分析解答。

(1)电解食盐水，与电源正极相连的电极为阳极，阳极上生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，与电源负极相连的电极为阴极，阴极上生成氢气和NaOH，生成了碱，所以阴极附近溶液的pH升高，故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；升高；

(2)添加钡试剂除去SO42-，注意不能引入新的杂质，选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子，所以选ac，故答案为：ac；

(3)Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀，精制过程发生反应的离子方程式为：Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓，故答案为：Ca2++CO32-=CaCO3↓；Mg2++OH-=Mg (OH)2↓；

(4)阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2，剩余氢氧根生成氢氧化钠，使得排出的氢氧化钠浓度增大，即a%＜b%，阳极反应为2H2O-4e-═O2↑+4H+，溶液中c(H+)增大，发生反应：CO32-+H+═HCO3-，部分Na+透过离子交换膜向阴极移动，最终获得含NaHCO3的阳极液，故答案为：H2；＜；阳极。