问题 填空题

(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)。

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)

(1)除去SO42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。

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