Question

工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，其設(shè)備示意圖如圖：
（1）圖1是離子交換膜法（允許鈉離子通過，不允許氧氧根與氯離子通過）電解飽和食鹽水，電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是

 

，NaOH溶液的出口為

 

（填字母），精制飽和食鹽水的進口為

 

（填字母），干燥塔中應(yīng)使用的液體是

 

．
（2）某同學(xué)設(shè)計了以下操作流程來除去混在氯化鈉固體中的少量硫酸鈉和氯化鈣．

①試劑A是

 

．
②操作a得到的濾渣的成分是

 

，在實驗室中進行操作口需要的儀器是：鐵架臺（帶鐵圈）、濾紙、燒杯、

 

、

 

．
③加入試劑C調(diào)節(jié)濾液pH的離子反應(yīng)方程式是

 

．
（3）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH中加入適量AgNO₃溶液，生成Ag₂O沉淀，保持反應(yīng)溫度為80℃，邊攪拌邊將一定量K₂S₂O₈溶液緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得到同體樣品．反應(yīng)方程式為：2AgNO₃+4KOH+K₂S₂O₈

△   .

Ag₂O↓+2KNO₃+K₂SO₄+2H₂O
回答下列問題：
①上述制備過程中，檢驗沉淀是否洗滌完全的方法是

 

．
②銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag₂O₂轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應(yīng)方程式：

 

．

Answer 1

考點：電解原理,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,電化學(xué)專題

分析：（1）電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、2NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為a，Cl₂在陽極，精制飽和食鹽水從陽極進入，要干燥Cl₂需要用酸性干燥劑或中性干燥劑．
（2）①欲除去溶液I中的CaCl₂、Na₂SO₄，則用氯化鋇除掉硫酸鈉，用碳酸鈉除掉氯化鈣與多余的氯化鋇；試劑過量使雜質(zhì)離子全部沉淀下來；
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)的溶解性分析沉淀的物質(zhì)；根據(jù)過濾操作確定儀器；
③在濾液中加鹽酸的作用，應(yīng)考慮除去Na₂CO₃溶液；
（3）①根據(jù)硫酸根離子的檢驗方法：遇到含鋇離子的物質(zhì)會出現(xiàn)白色沉淀來回答；
②電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，
陽極：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
陰極：2H⁺+2e^-═H₂↑；
總反應(yīng)為：2NaCl+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，
陰極：氫離子放電，產(chǎn)生氫氣．致使氫氧根離子濃度增大，鈉離子和氫氧根離子的增大都發(fā)生在陰極室，所以a出口導(dǎo)出的液體是氫氧化鈉溶液；
陽極：氯離子放電，產(chǎn)生氯氣，致使鈉離子濃度升高，通過陽離子交換膜到達陰極室．所以d入口應(yīng)加入精制飽和食鹽水；
要干燥Cl₂需要用酸性干燥劑濃硫酸．
故答案為：氯氣；a；d；濃硫酸；
（2）①欲除去溶液I中的CaCl₂、Na₂SO₄，則用氯化鋇除掉硫酸鈉，用碳酸鈉除掉氯化鈣與多余的氯化鋇；試劑BaCl₂需要過量的原因是使硫酸根沉淀完全，
故答案為：Ba（OH）₂或BaCl₂；
（2）氯化鋇和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，故過濾后得到的沉淀成分有碳酸鋇、硫酸鋇、碳酸鈣；過濾操作需要儀器鐵架臺（帶鐵圈）、濾紙、燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：CaCO₃、BaCO₃、BaSO₄；漏斗；玻璃棒；
（3）在濾液中加鹽酸可以跟氫氧化鈉和過量的碳酸鈉反應(yīng)，離子方程式為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（4）①上述制備過程中，檢驗沉淀是否洗滌完全可以檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子，可以加入硝酸鋇來檢驗，
故答案為：取少許最后一次洗滌液，滴入1～2滴硝酸鋇溶液，若不出現(xiàn)白色混濁，表示已沉淀完全；
②是否含有電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的方程式為Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O=2K₂Zn（OH）₄+2Ag，
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O=2K₂Zn（OH）₄+2Ag．

點評：本題綜合考查學(xué)生電解池的工作原理，物質(zhì)的性質(zhì)、除雜、離子的檢驗等方面的知識，注意知識的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．