Question

（9分）目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。

（1）电解前，如果粗盐中SO₄²ˉ含量较高，必须添加试剂除去SO₄²ˉ，则按添加试剂顺序，依次发生反应的离子方程式为                                                。

（2）补齐下列电解饱和食盐水制烧碱的离子方程式：

______________________ __________________________________

（反应物）                   （阴极产物）            （阳极产物）

（3）在电解制得的NaOH中往往还含有一定量的NaCl，因此必需进行脱盐工序，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。

（4）已知NaCl在60℃的溶解度为37．1 g，现电解60℃精制饱和食盐水1371 g 。经分析，电解后溶液密度为1．37 g·cm^-3，其中含有20gNaCl，则电解后NaOH的物质的量浓度为__________mo1·L^-1（保留小数点后1位）。

 

Answer 1

【答案】

（1）Ba²⁺ + SO₄²ˉ = BaSO₄↓   CO₃²ˉ+ Ba²⁺ =BaCO₃↓    2H⁺ + CO₃²ˉ= H₂O+CO₂↑（3分，顺序颠倒没分）

（2）2Clˉ+2H₂O  H₂↑ + 2OHˉ   +   Cl₂↑    （2分）

阴极产物       阳极产物   

（3）蒸发 过滤    （每个1分，共2分）   （4）7．1（2分）

【解析】（1）除去SO₄^2－需要氯化钡溶液，而过量的氯化钡又需要碳酸钠溶液，最后加入盐酸除去过量的碳酸钠，因此有关反应的方程式是Ba²⁺ + SO₄²ˉ = BaSO₄↓、CO₃²ˉ+ Ba²⁺ =BaCO₃↓ 、2H⁺ + CO₃²ˉ= H₂O+CO₂↑。

（2）惰性电极调节食盐水时，阳极是氯离子放电生成氯气。阴极是氢离子放电生成氢气，同时破坏阴极周围水的电离平衡，因此氢氧化钠在阴极生成，所以反应的方程式是2Clˉ+2H₂O  H₂↑ + 2OHˉ   +   Cl₂↑    

阴极产物     阳极产物  

（3）由于氢氧化钠和氯化钠的溶解度随温度的变化相差较大，所以可以通过蒸发、冷却和过滤的方法除去氯化钠。

（4）电解前氯化钠的氯化钠的质量是1371g×37.1/137.1＝371g，而电解后氯化钠是20g，所以电解的氯化钠是351g，物质的量是351g÷58.5g/m＝6mol。因此根据反应的方程式可知，生成氢氧化钠是6mol，氢气和氯气都是3mol，所以反应后的溶液质量是1371g－2g/mol％3mol－71g/mol×3mol＝1152g，则溶液的体积是1152g÷1.37g/ml＝840.9ml，所以氢氧化钠的浓度是6mol÷0.841L＝7.1mol/L。