Question

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是                    ；

（2）电解饱和食盐水的离子方程式是                               ；

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用                                                                    ；

（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca^2＋、Mg^2＋、NH₄^＋、SO₄^2－[c(SO₄^2－＞c(Ca^2＋)]。精致流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是                。

②过程Ⅰ中将NH₄^＋转化为N₂的离子方程式是                                   

③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，过程Ⅱ中除去的离子有                         

Answer

（1）NaOH （2分） （2）2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑（2分）

（3）氯气与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。（2分）

（4）①Mg(OH)2  （2分）  ②2NH4＋＋3Cl2＋8OH－＝8H2O＋6Cl－＋N2↑（2分）

③SO42－、Ca2＋ （2分）

【解析】

试题分析：（1）电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时Na＋和H＋向阴极运动并放电，但H＋比Na＋易得电子，所以H＋首先放电，方程式为2H＋+ 2e－= H2↑。由于H＋是水电离出的，所以随着H＋的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH－的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl－比OH－易失电子，所以在阳极上Cl－首先放电，方程式为2Cl－－2e－＝Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－+ 2H2O2OH－+ H2↑+ Cl2↑。（2）见解析（1）  （3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。（4）由于溶液中含有Mg2＋，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为N2，而氯气被还原成Cl－，方程式为2NH4＋+ 3Cl2 + 8OH－=8H2O + 6Cl－+ N2↑；沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小，所以加入BaCO3后，溶液中的SO42－就结合Ba2+生成更难溶的BaSO4沉淀，同时溶液中还存在Ca2+而CaCO3也属于难溶性物质，因此还会生成CaCO3沉淀。

考点：考查阿伏伽德罗常数、气体体积等相关知识。