Question

【題目】氯堿工業是以電解飽和食鹽水為原理的重要化工生產業．
（1）電解飽和食鹽水的化學方程式是
（2）電解時陽極區溶液的pH用鹽酸控制在2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用；
（3）用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣等雜質．某次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的（填化學式），至沉淀不再產生后，再加入過量的（填化學式）和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去．經檢測發現濾液中仍含有一定量的SO42﹣ ， 解釋其原因[已知：Ksp（BaSO4）=1.1×10﹣10、Ksp（BaCO3）=5.1×10﹣9]．
（4）食鹽水中若含有NH4+ ， 會在陽極產生難溶于水的NCl3 ， 寫出該電極反應式 ．

Answer 1

【答案】
（1）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（2）使氯氣與水的反應（Cl2+H2O?HCl+HClO）平衡向右移動，減少氯氣溶解
（3）BaCl2；Na2CO3；由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當溶液中的CO32﹣較大時，BaSO4會部分轉化為BaCO3
（4）NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+
【解析】解：（1）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以答案是：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（2）電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2～3的作用是促使化學平衡Cl2+H2OHCl+HClO向左移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出，所以答案是：使氯氣與水的反應（Cl2+H2OHCl+HClO）平衡向右移動，減少氯氣溶解；（3）加入過量的Na2CO3和NaOH，可分別除去Ca2+、Mg2+ ， 在除雜的過程中每步加入的試劑必須是過量的，使離子除盡；過量的離子在下一步中必須出去，故先加入BaCl2 ， 除去硫酸根，過量的鋇離子，加入Na2CO3除去．BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當溶液中存在大量CO 時，發生BaSO4（s）+CO （aq）=BaCO3（s）+SO （aq），BaSO4（s）會部分轉化為BaCO3（s），所以答案是：BaCl2； Na2CO3；由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，當溶液中的CO 較大時，BaSO4會部分轉化為BaCO3；（4）NH4+被氧化生成NCl3 ， 電極方程式為NH4+﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+ ， 所以答案是：NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+ ．