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氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程

已有 18865 次阅读 2010-3-16 10:29 |个人分类:教学拾遗|系统分类:教学心得| 氯碱厂, 电解, 饱和食盐水, NaOH, 氢氧化钠

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______
  
ABa(OH)2   BBa(NO3)2   CBaCl2
  (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NaOHNaCl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Cl2NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2NaOH充分接触,产物仅是NaClOH2,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Cl22Cl2e=Cl2↑;在与电源负极相连的电极(阴极)发生的反应为2H+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NaOHNa2CO3除去,所以离子反应式为Ca2++CO32CaCO3↓,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BaCl2Ba(OH)2。为了有效除去Mg2+Ca2+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BaCl2Ba(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Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。连同电解时发生的反应 ,两步反应可合并成

答案:
  
(1)2Cl2eCl2↑,升高
  
(2)Ca2++CO32=CaCO3↓,Mg2++2OH=Mg(OH)2
  (3)A  C
  (4)B  C
  (5)蒸发,过滤
  
(6)
  Cl22NaOH=NaClNaClOH2O





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