Question

（16分） 以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

除去粗盐中的、和离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填序号）_____________ 。

A． B．      C．

（2）将滤液的调至酸性除去的离子有___________________。

（3）人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。下图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液，请回答以下问题：X极上的电极反应式是_____，在X极附近观察到的现象是________________；Y电极上的电极反应式是______，检验该电极反应产物的方法是_______________  。电解溶液的离子方程式是_____________________。

（4）若向分离出晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的气体，其化学式是 _____________________ 。

（5）某同学设计一个燃料电池（如下图所示），目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：

①通入氢气的电极为        （填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为           。

②石墨电极为      （填“阳极”或“阴极”），反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，_      区（填“铁极”或“石墨极”）的溶液先变红。

③如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将         ，填“增大”“减 小”或“不变”）。精铜电极上的电极反应式为______________。

④若在标准状况下，有224m L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为             ；丙装置中阴极析出铜的质量为                。

Answer

（1）C、A、B 或者C、B、A或者B、C、A ；

（2）CO32-和OH-

（3）2H++2e-=H2↑;有无色气泡产生，溶液变红 ; 2Cl—--2e-=Cl2↑;

将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生；

2Cl—+2H2O Cl2↑+ H2↑＋2OH-

（4）NH3

（5）①负极、 H2－2e-＋2OH-==2H2O ② 阳极、铁极

③减小 Cu2+ + 2e- -== Cu ④0．448L、 1．28 g

【解析】

试题分析：（1）除去Ca2+用CO32-；除去Mg2+用OH-，除去SO42-用Ba2+。为了将杂质除尽，除杂试剂就要过量。还要按照一定的顺序来除，不然就会使除杂的步骤增多，使实验麻烦，分析应该使SO42-离子在Ca2+离子之前除去，这样加入的CO32-能够将Ca2+和引入来的Ba2+一并除去，其余的杂质无先后关系，因此加入下列沉淀剂的顺序是C、A、B 或者C、B、A或者B、C、A ；（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子有CO32-和OH-；（3）根据与电源的连接方式可知：X是阴极，Y是阳极；在阴极由于水电离产生H+放电能力强，所以发生反应2H++2e-=H2↑；由于H+不断放电产生氢气，所以破坏了附近的水的电离平衡，在附近溶液中OH-离子的浓度大于H+的浓度，因此溶液显碱性，使酚酞试液变为红色；在阳极Y电极上由于Cl-放电能力比OH-的强，所以该电极反应式是2Cl—--2e-=Cl2↑; 检验该电极反应产物的方法是将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生；电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl—+2H2O Cl2↑+ H2↑＋2OH-；（4）分离出NaHCO3晶体后的母液中含有NH4Cl，若向其中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的气体，其化学式是NH3 ；（5）①通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以在该电极反应式为H2－2e-＋2OH-==2H2O；②由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H+在阴极(Fe电极)放电，平衡了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。③如果粗铜中含有锌、银等杂质，因为粗铜中有活动性比Cu强的金属失去电子，而得到电子的只有Cu2+，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度会减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2+ + 2e- -==Cu ；④若在标准状况下，有224m L氧气参加反应，n(O2)=0．224L÷22．4L/mol=0．01mol,n(e-)=0．04mol由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，则乙装置中铁电极上生成的氢气的物质的量是0．02mol,气体在标况下体积为0．02mol×22．4L/mol=0．448L；丙装置中阴极析出铜的质量为0．02mol×64g/mol=1．28g。

考点：考查以食盐为原料进行生产并综合利用的知识。主要包括粗盐的提纯、原电池、电解池、金属的精炼及有关计算的知识。