电解食盐水可制取NaOH和二氧化氯（ClO2）I：氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如图1：依据如图完成下列问题：（1）在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为．精制过程中

Question

电解食盐水可制取NaOH和二氧化氯（ClO₂）
I：氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如图1：

依据如图完成下列问题：
（1）在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为___．精制过程中除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，除去SO₄^2-、Mg²⁺的最佳试剂为___．
（2）精制过程要除去SO₄^2-，可选择下列溶液中的___（填字母序号），并将加入的顺序以箭头符号（↓）的形式画在图2（精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序）．
a．Ba（OH）₂　　 b．Ba（NO₃）₂　 c．BaCl₂
在实际生产中也可以用BaCO₃除去SO₄^2-（已知溶解度BaSO₄小），试用平衡移动原理加以解释：___．
（3）脱盐工作中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过蒸发、冷却、___、___（填操作名称）而制得50%的NaOH溶液．
II：二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．
氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO₂方法．该法工艺原理如图3．
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂．
（4）工艺中可以利用的单质有___（填化学式），发生器中生成ClO₂的化学方程式为___．
（5）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO₃反应生成ClO₂．完成反应的化学方程式：
□___+24NaClO₃+12H₂SO₄═□ClO₂↑+□CO₂↑+18H₂O+□___
ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^-．处理含CN^-相同时的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的___倍．

Answer 1

Ⅰ．（1）电解饱和食盐水的反应：2NaCl+2H₂O(通电.)/()2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，与正极相连为阳极，生成氯气，该电极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，与电源负极相连为阴极，生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，氢气的电子式为H：H，精制过程中除去溶液中的Mg²⁺可加入碱，除去SO₄^2-可加入钡盐或碱，则除去SO₄^2-、Mg²⁺的最佳试剂为Ba（OH）₂溶液，
故答案为：H：H；Ba（OH）₂溶液；
（2）添加钡试剂除去SO₄^2-，注意不能引入新的杂质，选Ba（NO₃）₂会引入杂质硝酸根离子，所以选ac，SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分别与BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na₂CO₃溶液能除去过量的BaCl₂溶液，最后加入盐酸调节pH，除去过量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，除去SO₄^2-，则顺序为，除去SO₄^2-，也可加入BaCO₃，因BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）⇌Ba²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）平衡正向移动，
故答案为：a．c；；由于BaSO₄比BaCO₃的溶解度小，SO₄^2-促使BaCO₃（s）⇌Ba²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）平衡正向移动，生成更难溶的BaSO₄沉淀；
（3）氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大，所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是：通过加热蒸发、冷却、结晶、过滤除去NaCl，故答案为：结晶、过滤；
Ⅱ．（4）电解饱和食盐水生成H₂、Cl₂和NaOH；故可以利用的单质为H₂、Cl₂，合成HCl，根据流程图可知加入物质为NaClO₃和HCl，生成ClO₂；发生氧化还原反应，NaClO₃被还原生成ClO₂，HCl被氧化生成Cl₂，同时生成水，反应的化学方程式为2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，
故答案为：H₂、Cl₂； 2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（5）纤维素为多糖，水解最终产物为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），具有还原性，可将NaClO₃还原得到ClO₂．Cl从+5到+4价，降低1价，葡萄糖（C₆H₁₂O₆）C均价为0，到+4价，升高4价，则配平后的化学方程式为1 C₆H₁₂O₆+24 NaClO₃+12H₂SO₄=24 ClO₂↑+6 CO₂↑+18H₂O+12 Na₂SO₄，
每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，则所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍，
故答案为：1；C₆H₁₂O₆；24；6；12；Na₂SO₄；2.5．