Question

（2013?濰坊模擬）某學習小組在實驗室以食鹽為原料模擬氯堿工業(yè)．步驟有①粗鹽的提純、②電解飽和食鹽水．具體流程如下：
第一步：粗鹽（含S

O

2- 4

、Ca2+、Mg2+、K+）的提純．

請回答：
（1）試劑丙的化學式為

Na₂CO₃

，目的是除去溶液B中的

Ca²⁺、Ba²⁺

 （寫離子符號）．
（2）用離子方程式表示溶液C中加入HCl后發(fā)生的化學反應：

CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，H⁺+OH^-=H₂O，

．
（3）溶液E中含有的離子是

Na⁺、K⁺、H⁺、OH^-、Cl^-．

（寫離子符號）．
第二步：用提純后的食鹽晶體制備化工產品燒堿和產品甲．


請回答：
（4）設備II內火焰的顏色是

蒼白色

．其化學反應為

H₂+Cl₂

點燃  .

2HCl

．
（5）設備Ⅰ中電解一段時間后，測得溶液的pH值為13．若以電解100mL．溶液計算（忽略溶液體積的變化），此時陰極產生氣體的體積是

112

mL．若恢復原溶液的成分和濃度，需要加入

氯化氫

（物質名稱）

0.365

g．
（6）若粗鹽不經過第一步的提純，直接進入第二步中的設備I，設備I中溶液出現的現象是

溶液中出現白色沉淀；

．電解時發(fā)生反應的離子方程式為

2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

、

2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓

．

Answer 1

分析：（1）欲除去溶液I中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-，則用氫氧化鎂除掉Mg²⁺，用氯化鋇除掉SO₄^2-，用碳酸鈉除掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，根據流程圖可知試劑丙為碳酸鈉；其作用為除掉掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺；
（2）根據溶液C中的成分為碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鉀來分析；
（3）根據溶液D中的成分為：氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，操作甲為降溫結晶來分析；
（4）根據電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氫氣、氯氣，氫氣在氯氣中燃燒火焰呈蒼白色；
（5）根據2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑來計算，若要恢復濃度，則通入氯化氫即可，其質量等于氫氣和氯氣的質量之和；
（6）根據溶液中的鎂離子能和堿反應生成沉淀．

解答：解：（1）欲除去溶液I中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-，則用氫氧化鎂除掉Mg²⁺，用氯化鋇除掉SO₄^2-，用碳酸鈉除掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，根據流程圖可知試劑丙為碳酸鈉；其作用為除掉掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，故答案為：Na₂CO₃；Ca²⁺、Ba²⁺；
（2）溶液C中的成分為碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鉀，能與鹽酸反應的有碳酸鈉、氫氧化鈉，離子方程式為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，H⁺+OH^-=H₂O；
（3）根據溶液D中的成分為：氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，操作甲為降溫結晶，溶液E中含有氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，含有的離子有：Na⁺、K⁺、H⁺、OH^-、Cl^-，
故答案為：Na⁺、K⁺、H⁺、OH^-、Cl^-．
（4）根據電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氫氣、氯氣，氫氣在氯氣中燃燒火焰呈蒼白色，故答案為：蒼白色；H₂+Cl₂

點燃  .

2HCl；
（5）溶液的pH值為13，c（OH^-）=0.1mol/L，n（NaOH）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol
    2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
                      2    1        1
                0.01mol    n（Cl₂）   n（H₂）
   n（Cl₂）=0.005mol   n（H₂）=0.005mol
陰極產生的氫氣的體積n（氫氣）=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
 m（Cl₂）+m（H₂）=0.005mol×71g/mol+0.005mol×2g/mol=0.365g，
所以若恢復原溶液的成分和濃度，需要加入氯化氫，其質量為：0.365g；
故答案為：112；氯化氫；0.365；
（6）電解食鹽水產生氫氧化鈉：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氫氧化鈉能和鎂離子反應生成沉淀：2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓，
故答案為：溶液中出現白色沉淀；2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓．

點評：本題主要考查了粗鹽的提純、電解飽和食鹽水，涉及到物質的除雜和提純，化學計算等，難度中等，試題綜合性較大．