Question

氯元素（Cl）是最重要的“成盐元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。食盐不仅是人体必需的物质，而且是重要的化工原料，从海水中提取氯并应用于工农业生产中的图示如下。

（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质、精制后可得饱和NaCl溶液。精制时通常在溶液中依次加入的试剂及操作正确的是                   ；

A．过量的BaCl2过量NaOH过量Na2CO3过滤过量HCl

B．过量的NaOH过量Na2CO3过量BaCl2过滤过量HCl

C．过量的BaCl2过量Na2CO3过量NaOH 过滤过量HCl

D．过量的NaOH过量 BaCl2过量Na2CO3 过量HCl过滤

写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式                              。

（2）工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氢气、氯气。下图是电解饱和食盐水装置的一部分，请将装置补充完整，并标出阴阳极和通电时溶液中离子移动的方向。

阴极反应式为                   ；反应类型              （填氧化或还原反应）,

总电极反应式为                     。

（3）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热可制取Cl2。

① 下列收集Cl2的装置正确的是_______________ ；

②检验是否有氯气生成可采用的方法是                 ；

A．用干燥的蓝色石蕊试纸                 B．用干燥的有色布条

C．用湿润的淀粉碘化钾试纸               D．将气体通入硝酸银溶液

③ 将制得的Cl2与Ca(OH)2充分反应，可制得漂粉精，写出反应的化学方程式                  。

Answer

（1）AC (1分； H++OH―= H2O (1分)； 2H+ + CO32―= H2O +CO2↑(1分)；

（2）（共2分）；阴极:2H++ 2e―=H2↑(2分)；还原反应(1分)；

2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑(2分)

（3） ①C (1分)；②CD (1分)；③2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2分)。

【解析】

试题分析：(1)A．先过量的BaCl2可以使溶液中的SO42-形成BaSO4沉淀，为了将SO42-除干净，BaCl2溶液过量，引入新的杂质Ba2+；再加入过量NaOH溶液，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2沉淀，又引入了过量的OH-离子；再加入过量Na2CO3溶液时，发生反应形成BaCO3、CaCO3沉淀，这时过滤，除去反应产生的BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，溶液中还含有杂质CO32-、OH-，最后加入过量HCl，将OH-反应产生H2O，将CO32-反应产生H2O和CO2气体，从而得到纯净的NaCl溶液，正确； B．先加入过量的NaOH溶液，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2沉淀，又引入了过量的OH-离子；然后加入过量Na2CO3溶液，使溶液中Ca2+形成CaCO3沉淀，然后加入过量BaCl2，使溶液中的SO42-形成BaSO4沉淀，同时引入了过量的杂质Ba2+；过滤，可以除去BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3沉淀，但是杂质Ba2+没有除去，错误； C．加入过量的BaCl2溶液，可以使溶液中的SO42-形成BaSO4沉淀，引入新的杂质Ba2+；再加入过量Na2CO3溶液，可以使原溶液中的Ca2+离子及加入的Ba2+离子形成CaCO3、BaCO3沉淀，同时引入了新的杂质离子CO32-；然后再加入过量NaOH溶液，可以使溶液中Mg2+形成Mg(OH)2沉淀，又引入了过量的OH-离子； 过滤，将BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀除去，溶液中还含有杂质CO32-、OH-，最后加入过量HCl，将OH-反应产生H2O，将CO32-反应产生H2O和CO2气体，从而得到纯净的NaCl溶液，正确； D．加入过量的NaOH溶液，可以使溶液中Mg2+形成Mg(OH)2沉淀，又引入了过量的OH-离子；再加入过量 BaCl2溶液，可以使溶液中的SO42-形成BaSO4沉淀，引入新的杂质Ba2+；过量Na2CO3溶液，可以使原溶液中的Ca2+离子及加入的Ba2+离子形成CaCO3、BaCO3沉淀，同时引入了新的杂质离子CO32-；然后加入过量HCl，形成的沉淀中Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3溶解，最后过滤，只能除去BaSO4沉淀，而Ca2+、Mg2+、Ba2+都存在与溶液中，不能得到纯净的NaCl溶液，错误；故选项AC正确；加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式是H++OH―= H2O、 2H+ + CO32―= H2O +CO2↑；(2)电解饱和食盐水，在阴极(与电源负极连接的电极)发生还原反应：2H++2e-= H2↑，在阳极(与电源正极连接的电极) 发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，电解的总反应方程式是：2NaCl+ 2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（3）①氯气的密度比空气大，要用向上排空气的方法收集，氯气是有毒气体，会导致大气污染。因此用进行尾气处理，氯气与NaOH溶液会发生反应：Cl2+2NaOH =NaCl +NaClO+H2O，为了使氯气被充分吸收，同时防止倒吸现象的发生，要在导管的末端安装一个倒扣的漏斗，故C收集Cl2正确；②用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气，由于浓盐酸有挥发性，在氯气中含有杂质HCl及水蒸气，A．由于氯气中混有HCl，遇水产生酸，使干燥的蓝色石蕊试纸变为红色，不能证明是否产生氯气，错误； B．潮湿的氯气中发生反应：Cl2+ H2O=HCl+HClO，反应产生的HClO有漂白性，可以使有色布条褪色，可以证明氯气的产生，正确；C．在水中发生反应Cl2+2KI=2KCl+I2，I2与淀粉溶液变为蓝色，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，正确；D．将气体通入硝酸银溶液，由于氯气中混合HCl，所以一定会发生反应：Cl-+Ag+=AgCl↓，不能证明是否产生氯气，错误；③ 将制得的Cl2与Ca(OH)2充分反应，可制得漂粉精，该反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

【考点定位】考查粗盐的提纯、电极饱和食盐水的反应原理、氯气的制取、收集、检验及性质的知识。

【名师点睛】NaCl是一种重要的物质，不仅可以食用，也是重要的化工原料，如电解饱和食盐水制取Cl2、NaOH、侯氏制取纯碱等。粗盐NaCl中常含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，在电解前要精制提纯，使用的物质有用Na2CO3除Ca2+、用NaOH溶液除Mg2+、用BaCl2除SO42-、稀盐酸，加入时要尽可能使步骤简单，不能引入新的杂质，加入的试剂顺序应该是BaCl2溶液在Na2CO3溶液之前，可以是BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液，过滤，然后加入稀盐酸；可以是NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，过滤，然后加入稀盐酸；也可以是BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，过滤，然后加入稀盐酸；在电解饱和食盐水时，要掌握阳极发生氧化反应，是溶液中的阴离子放电，放电顺序是Cl->OH-，发生的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2↑；阴极发生还原反应，是溶液中的阳离子放电，放电顺序是H+>Na+，电极反应式是2H++2e-= H2↑，电解的总反应方程式是：2NaCl+ 2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。若不通电，反应不能进行，因此书写电极反应式及总反应方程式时要注意离子放电顺序及相应的反应条件。