Question

【題目】以食鹽為原料進(jìn)行生產(chǎn)并綜合利用的某些過(guò)程如圖。

（1） 除去粗鹽中的微溶物質(zhì)CaSO4通常用Na2CO3處理，請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋說(shuō)明:_____________。

（2） 人們習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)叫做氯堿工業(yè).圖1表示電解飽和NaCl 溶液的裝置，X、Y是石墨棒。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，檢驗(yàn)Y 電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_________________。

（3） 若向分離出NaHCO3晶體后的母液中加入過(guò)量生石灰，則可獲得一種可以循環(huán)使用的氣體，其化學(xué)式是__________。

（4） 某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池（如圖2所示），目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X 為陽(yáng)離子交換膜。根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題:

①通入氫氣電極的反應(yīng)式為__________________。

②反應(yīng)一段時(shí)間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，______________（填“鐵”或“石墨”）極區(qū)的溶液先變紅。

③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間后，硫酸銅溶液濃度將___________（填“增大”“減小”或“不變”）。

④若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有224mL氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標(biāo)況下體積為_________L。

Answer 1

【答案】 CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42﹣（aq），加入Na2CO3溶液后，CO32﹣離子與Ca2+結(jié)合，生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+離子濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動(dòng) 將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍(lán)，證明有Cl2產(chǎn)生 NH3 H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O 鐵 減小 0.448

【解析】粗鹽水加入沉淀劑沉淀Ca2+、Mg2+和SO42-離子，過(guò)濾得到濾液，調(diào)節(jié)溶液pH至酸性，加熱濃縮得到飽和氯化鈉溶液，電解得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，通入氨氣、二氧化碳得到碳酸氫鈉晶體，加熱分解得到碳酸鈉。

（1）CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42-（aq），加入Na2CO3溶液后，CO32-離子與Ca2+結(jié)合，生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動(dòng)。

（2）Y電極接電源正極，則Y為陽(yáng)極，氯離子放電生成Cl2，氯氣可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，如果濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，則證明有Cl2生成；

故答案為：將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍(lán)，證明有Cl2產(chǎn)生；

（3）生石灰和水反應(yīng)生成氫氧化鈣且放出熱量，氫氧化鈣和銨根離子反應(yīng)生成NH3，所以能循環(huán)利用的氣體是NH3，

故答案為：NH3；

（4）甲為燃料電池裝置，通入燃料H2的電極是負(fù)極、通入氧化劑O2的電極是正極；乙和丙裝置均為電解池裝置，所以Fe為陰極，石墨為陽(yáng)極，精銅為陰極，粗銅為陽(yáng)極。

①通入H2的電極是負(fù)極，負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為H22e+2OH═2H2O，

故答案為：H22e+2OH═2H2O；

②甲裝置為飽和NaCl溶液的裝置，鐵電極作陰極，陰極上氫離子放電，同時(shí)電極附近有氫氧根離子生成，溶液呈堿性，無(wú)色酚酞試液在鐵極附近變紅色；

故答案為：鐵；

③丙裝置為粗銅的電解精煉，純銅為陰極，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e═Cu，粗銅為陽(yáng)極，粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，鋅比銅活潑，會(huì)先于銅放電，電極反應(yīng)為：Zn-2e═Zn2+、Cu-2e═Cu2+,所以陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2+少于陰極減少的Cu2+，導(dǎo)致溶液中硫酸銅濃度降低；

故答案為：減小；

④有224mL氧氣即0.01mol氧氣參加反應(yīng)，則電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.04mol； Fe電極電極反應(yīng)為：2H++2e═H2↑，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，所以氫氣的物質(zhì)的量為0.02mol，體積為0.448L。

故答案為：0.448；