Question

5．食鹽是日常生活必需品，也是重要的化工原料．
（1）某種粗鹽含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)室提純該粗鹽的流程如下：
粗鹽溶解$\stackrel{加入試劑}{→}$ $\stackrel{過濾}{→}$濾液$\stackrel{適量鹽酸}{→}$ $\stackrel{蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干}{→}$純NaCl
提供的試劑有：
a．飽和Na₂CO₃溶液        b．飽和K₂CO₃溶液       c．NaOH溶液
d．BaCl₂溶液               e．Ba（NO₃）₂溶液
欲除去粗鹽溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子，需依次加入三種試劑，順序依次為dca（或dac或cda）（填序號）
（2）食鹽是工業(yè)上生產(chǎn)氯氣和燒堿的重要原料．下圖是工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖（陽極用金屬鈦網(wǎng)制成，陰極由 碳鋼網(wǎng)制成）．
①F電極是陰極 （填陰極或陽極）；G處進(jìn)口的物質(zhì)是精制的飽和食鹽水電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②通電幾分鐘后，如果將直流電源的正負(fù)極與電極接反，在電極F附近可以觀察到的現(xiàn)象是溶液中產(chǎn)生白色沉淀，然后迅速灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，碳鋼網(wǎng)電極被腐蝕
（3）采用無膜電解槽電解飽和食鹽水（離子交換膜更換為攪拌器），可制取次氯酸鈉溶液作消毒液，制取消毒液的離子反應(yīng)方程式為2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O（或Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑），當(dāng)收集到22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H₂時，理論上所得混合溶液中次氯酸鈉的質(zhì)量最多為74.5g．

Answer 1

分析 （1）把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體除去，除鈣離子用碳酸根，除鎂離子用氫氧根，除硫酸根用鋇離子．要注意除雜質(zhì)的順序，后加的試劑最好能把前面先加是過量試劑除掉；
（2）①工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣；
②將直流電源的正負(fù)極與電極接反，E極為陰極，F(xiàn)為陽極；
（3）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；每生成1mol氫氣生成1mol氯氣和2mol氫氧根離子，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應(yīng)生成1mol次氯酸鈉．

解答 解：（1）除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)：Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-時，可以加入過量NaOH（去除鎂離子和鐵離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，F(xiàn)e³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子的多余的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃，碳酸鈉必須加在氯化鋇之后，氫氧化鈉和氯化鋇可以顛倒加入的順序，
故答案為：d c a（或d a c或c d a）；
（2）①工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣，G處進(jìn)口的物質(zhì)是精制的飽和食鹽水，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：陰極；精制的飽和食鹽水；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②E極為陰極，F(xiàn)為陽極，在陽極上活潑金屬失電子，鐵失電子生成二價鐵離子，在陰極上氫離子得電子生成氫氣，氫氧根濃度增大，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵易被氧化，
故答案為：溶液中產(chǎn)生白色沉淀，隨后沉淀變?yōu)榛揖G色，甚至變?yōu)榧t褐色，碳鋼網(wǎng)電極被腐蝕；
（3）制取消毒液的離子反應(yīng)方程式為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O（或Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑），根據(jù)反應(yīng)可知收集到標(biāo)況下22.4L即1molH₂時可同時生成1mol氯氣，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應(yīng)生成1mol次氯酸鈉，則生成次氯酸鈉的質(zhì)量為：1mol×74.5g/mol=74.5g，
故答案為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O（或Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑）；74.5g．

點(diǎn)評 本題考查粗鹽提純、電解原理，題目難度不大，明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握電解原理內(nèi)容及應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及綜合應(yīng)用能力．