Question

粗食鹽常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程如圖1所示：

提供的試劑：飽和Na₂CO₃溶液、飽和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（N0₃）₂溶液
（1）欲除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子，選出a所代表的各種試劑，按滴加順序依次為

 

（填化學(xué)式）；
（2）蒸發(fā)濃縮溶液Ⅱ得到的糊狀物的主要化學(xué)成分是

 

（填化學(xué)式）；
（3）用提純過(guò)的NaCl固體來(lái)配制500mL 4.00mol?L^-1NaCl溶液時(shí)，所用儀器除燒杯、藥匙、玻璃棒外還有

 

（填儀器名稱(chēng)）；
（4）電解飽和食鹽水的裝置如圖2所示：若收集到的H₂為2L，則同樣條件下收集到的Cl₂體積

 

（填“＞”、“=”或“＜”）2L，其原因是：

 

（文字描述）；若將此裝置的b口密封住，則電解一段時(shí)間后，U型管中可以獲得一種消毒液，寫(xiě)出獲得此消毒液的一個(gè)總反應(yīng)方程式：

 

．
（5）如圖3所示是氯堿工業(yè)中應(yīng)用的立式隔膜電解槽示意圖，其中的離子膜僅允許陽(yáng)離子通過(guò)．下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．B電極反應(yīng)式：2Cl^--2e→Cl₂↑
B．W是稀的氯化鈉溶液
C．Z是氫氧化鈉溶液
D．a(chǎn)是電源負(fù)極．

Answer 1

分析：（1）欲除去溶液I中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子，可以分別采用碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈉和氯化鋇，根據(jù)試劑的添加原則來(lái)回答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程圖和實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐茢啵?br />（3）根據(jù)配制溶液的步驟操作選擇所用儀器進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)電解飽和食鹽水時(shí)的產(chǎn)物以及氯氣和氫氧化鈉的反應(yīng)原理知識(shí)來(lái)回答；
（5）陽(yáng)離子交換膜僅允許Na⁺通過(guò)，電解時(shí)，陽(yáng)極生成氯氣，消耗NaCl，則應(yīng)在陽(yáng)極補(bǔ)充N(xiāo)aCl，陰極生成OH^-，且Na⁺向陰極移動(dòng)，則產(chǎn)品燒堿溶液從陰極區(qū)導(dǎo)出，所以a為電源正極極，發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，則b為電源負(fù)極極，發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑．

解答：解：（1）要除去SO₄^2-，只有選BaCl₂溶液，若選用Ba（NO₃）₂，會(huì)引入新的離子NO₃^-，再選用NaOH溶液除去Mg²⁺和Fe³⁺溶液，最后選用Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，此處不能選用K₂CO₃溶液，否則會(huì)引入新的K⁺，再用HCl除去過(guò)量的CO₃^2-，Na₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否則會(huì)引入Ba²⁺，
故答案為：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程圖和實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�蒸發(fā)濃縮溶液Ⅱ是除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子得到的糊狀物，所以它的主要化學(xué)成分是氯化鈉，
故答案為：NaCl；
（3）配制500mL4.00mol?L^-1NaCl溶液，操作步驟有計(jì)算、稱(chēng)量、溶解、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，一般用托盤(pán)天平稱(chēng)量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，用玻璃棒攪拌，加速溶解，恢復(fù)室溫后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，并將洗滌液移入容量瓶中，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻，所以需要的儀器有托盤(pán)天平、燒杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、膠頭滴管、藥匙，使用還需要托盤(pán)天平、500ml的容量瓶、膠頭滴管．
故答案為：托盤(pán)天平、500ml的容量瓶、膠頭滴管；
（4）如圖2電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，氯氣在水中有一定量的溶解，產(chǎn)生的Cl₂能與生成的NaOH反應(yīng)NaCl、NaClO和H₂O，使得部分的Cl₂被消耗，所以同樣條件下收集到的Cl₂小于2L；b為電源正極，發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑，若將此裝置的b口密封住，則電解一段時(shí)間后，2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑①，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O②，①+②得此消毒液的一個(gè)總反應(yīng)方程式：NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑，
故答案為：＜；氯氣在水中有一定量的溶解，電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng)；NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑；
（5）A．陽(yáng)離子交換膜僅允許Na⁺通過(guò)，電解時(shí)，陽(yáng)極生成氯氣，消耗NaCl，則應(yīng)在陽(yáng)極補(bǔ)充N(xiāo)aCl，所以B為陰極，發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，故A錯(cuò)誤；
B．電解時(shí)，陽(yáng)極生成氯氣，消耗NaCl，W是稀的氯化鈉溶液，故B正確；
C．陰極生成OH^-，且Na⁺向陰極移動(dòng)，則產(chǎn)品燒堿溶液從Z口導(dǎo)出，故C正確；
D．陽(yáng)離子交換膜僅允許Na⁺通過(guò)，電解時(shí)，陽(yáng)極生成氯氣，消耗NaCl，則應(yīng)在陽(yáng)極補(bǔ)充N(xiāo)aCl，所以A為陽(yáng)極，a為電源正極，發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，則B為陰極，b為電源負(fù)極，發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，故D錯(cuò)誤；
故選BC．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了在粗鹽提純的過(guò)程中所選用除雜和凈化的方法，掌握電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．