Question

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，實驗室提純該粗鹽的流程如下：粗鹽溶解

加入試劑

過濾

濾液

適量鹽酸

蒸發(fā)、結晶、烘干

純NaCl
提供的試劑有：a．飽和Na₂CO₃溶液 b．飽和K₂CO₃液 c．NaOH溶液   d．BaCL₂溶液  e．Ba（NO₃）₂溶液
①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

 

（填序號）；
②蒸發(fā)操作即將結束，當

 

時，停止加熱，熄滅酒精燈．
（2）食鹽是工業(yè)上生產(chǎn)氯氣和燒堿的重要原料．如圖是工業(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（惰性電極），陰極由碳鋼網(wǎng)制成（含C．Fe））．
①F電極是

 

（填陰極或陽極）；G處進口的物質(zhì)是

 

；電解總反應的離子方程式為：

 

．
②如果采用無膜電解槽，開始時將直流電源的正負極與電極接反了，通電幾分鐘，在電極F附近可以觀察到的現(xiàn)象是

 

．
（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．實驗室在常溫下電解飽和食鹽水，當收集到22.4L標準狀況下的H₂時，理論上所得混合溶液中次氯酸鈉的質(zhì)量最多為

 

．

Answer 1

考點：粗鹽提純,電解原理

專題：實驗設計題,電化學專題

分析：（1）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玻璃棒攪拌，當溶液中有大量晶體析出時，停止加熱，熄滅酒精燈；
（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將直流電源的正負極與電極接反，E極為陰極，F(xiàn)為陽極；
（3）每生成1mol氫氣生成1mol氯氣和2mol氫氧根離子，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應生成1mol次氯酸鈉．

解答： 解：（1）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玻璃棒攪拌使受熱均勻，當溶液中有大量晶體析出時，停止加熱，熄滅酒精燈，故答案為：溶液中有大量晶體析出；
（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處進口的物質(zhì)是精制的飽和食鹽水，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：陰極；精制的飽和食鹽水；2Cl^-+2H₂O

通電  .

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）根據(jù)方程式2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，可知當收集到22.4L即1mol標準狀況下的H₂，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應生成1mol次氯酸鈉，即反應生成1mol次氯酸鈉，生成次氯酸鈉的質(zhì)量為1mol×74.5g/mol=74.5g，故答案為：74.5g．

點評：本題考查粗鹽提純和質(zhì)量分數(shù)計算等，明確有關的反應是解題的關鍵，題目難度中等．