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引入:氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下图所示。依据图完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为________,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)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___________,__________。
(3)如果粗盐中SO42—含量较高,必须添加钡试剂除去SO42—,该钡试剂可以是______。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为______。
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______、冷却、______(填写操作名称)除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为______。
解析:
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+十2e—=H2↑,消耗H+,产生OH—,所以附近的pH上升。
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++CO32—=CaCO3↓,Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓,如果含有SO42—,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SO42—,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。
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,冷却后经过滤可得NaCl固体,NaCl可循环使用。
若在电解过程中,不使用隔膜,则在阳极区生成的氯气与阴极区生成的NaOH溶液混合,发生反应,其反应式为Cl2十2NaOH=NaCl十NaClO十H2O。连同电解时发生的反应 ,两步反应可合并成 。
答案:
(1)2Cl——2e—=Cl2↑,升高
(2)Ca2++CO32—=CaCO3↓,Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓
(3)A C
(4)B C
(5)蒸发,过滤
(6)
Cl2十2NaOH=NaCl十NaClO十H2O
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GMT+8, 2024-11-25 12:22
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