Question

（16分） 以食鹽為原料進行生產并綜合利用的某些過程如下圖所示。

除去粗鹽中的、和離子，加入下列沉淀劑的順序是（填序號）_____________ 。
A．         B．      C．
（2）將濾液的調至酸性除去的離子有___________________。
（3）人們習慣上把電解飽和食鹽水的工業叫做氯堿工業。下圖表示電解飽和NaCl溶液的裝置，X、Y是石墨棒。實驗開始時，在兩邊同時各滴入幾滴酚酞溶液，請回答以下問題：X極上的電極反應式是_____，在X極附近觀察到的現象是________________；Y電極上的電極反應式是______，檢驗該電極反應產物的方法是_______________ 。電解溶液的離子方程式是_____________________。

（4）若向分離出晶體后的母液中加入過量生石灰，則可獲得一種可以循環使用的氣體，其化學式是 _____________________ 。
（5）某同學設計一個燃料電池（如下圖所示），目的是探究氯堿工業原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。

根據要求回答相關問題：
①通入氫氣的電極為       （填“正極”或“負極”），負極的電極反應式為          。
②石墨電極為     （填“陽極”或“陰極”），反應一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，_      區（填“鐵極”或“石墨極”）的溶液先變紅。
③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將         ，填“增大”“減 小”或“不變”）。精銅電極上的電極反應式為______________。
④若在標準狀況下，有224m L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標況下體積為            ；丙裝置中陰極析出銅的質量為               。

Answer 1

（1）C、A、B 或者C、B、A或者B、C、A；
（2）CO₃^2-和OH^-
（3）2H⁺+2e^-=H₂↑;有無色氣泡產生，溶液變紅 ; 2Cl^—--2e^-=Cl₂↑;
將濕潤的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍，證明有Cl₂產生；
2Cl^—+2H₂O Cl₂↑+ H₂↑＋2OH^-
（4）NH₃ 
（5）①負極、　H₂－2e^-＋2OH^-==2H₂O  ② 陽極、鐵極　    
③減小   Cu²⁺ + 2e^--==  Cu       ④0．448L、　1．28 g

解析試題分析：（1）除去Ca²⁺用CO₃^2-；除去Mg²⁺用OH^-，除去SO₄^2-用Ba²⁺。為了將雜質除盡，除雜試劑就要過量。還要按照一定的順序來除，不然就會使除雜的步驟增多，使實驗麻煩，分析應該使SO₄^2-離子在Ca²⁺離子之前除去，這樣加入的CO₃^2-能夠將Ca²⁺和引入來的Ba²⁺一并除去，其余的雜質無先后關系，因此加入下列沉淀劑的順序是C、A、B 或者C、B、A或者B、C、A；（2）將濾液的pH調至酸性除去的離子有CO₃^2-和OH^-；（3）根據與電源的連接方式可知：X是陰極，Y是陽極；在陰極由于水電離產生H⁺放電能力強，所以發生反應2H⁺+2e^-=H₂↑；由于H⁺不斷放電產生氫氣，所以破壞了附近的水的電離平衡，在附近溶液中OH^-離子的濃度大于H⁺的濃度，因此溶液顯堿性，使酚酞試液變為紅色；在陽極Y電極上由于Cl^-放電能力比OH^-的強，所以該電極反應式是2Cl^—--2e^-=Cl₂↑;檢驗該電極反應產物的方法是將濕潤的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍，證明有Cl₂產生；電解NaCl溶液的離子方程式是2Cl^—+2H₂O Cl₂↑+ H₂↑＋2OH^-；（4）分離出NaHCO₃晶體后的母液中含有NH₄Cl，若向其中加入過量生石灰，則可獲得一種可以循環使用的氣體，其化學式是NH₃ ；（5）①通入氫氣的電極為負極，由于電解質溶液是堿性的，所以在該電極反應式為H₂－2e^-＋2OH^-==2H₂O；②由于石墨電極與電源的正極連接，所以石墨電極為陽極，反應一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，溶液中的H+在陰極(Fe電極)放電，平衡了附近的水的電離平衡，該區域的溶液顯堿性，因此鐵極的溶液先變紅。③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，因為粗銅中有活動性比Cu強的金屬失去電子，而得到電子的只有Cu²⁺，所以丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度會減小；精銅電極上的電極反應式為Cu²⁺ + 2e^--==Cu ；④若在標準狀況下，有224m L氧氣參加反應，n(O₂)=0．224L÷22．4L/mol=0．01mol,n(e-)=0．04mol由于在整個閉合回路中電子轉移數目相等，則乙裝置中鐵電極上生成的氫氣的物質的量是0．02mol,氣體在標況下體積為0．02mol×22．4L/mol=0．448L；丙裝置中陰極析出銅的質量為0．02mol×64g/mol=1．28g。
考點：考查以食鹽為原料進行生產并綜合利用的知識。主要包括粗鹽的提純、原電池、電解池、金屬的精煉及有關計算的知識。