Question

某兴趣小组设计如图微型实验装置．实验时，先断开K₂，闭合K₁，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K₁，闭合K₂，发现电流表A指针偏转．
（1）断开K₂，闭合K₁时，直流电源

 

端为正极（填“A”或“B”），此时发生总反应的离子方程式为：

 

，

 

电极附近溶液变红（填电极材料，下同）；
（2）断开K₁，闭合K₂时，铜电极上的电极反应式为：

 

，
导线中电流从

 

电极到

 

电极，溶液中阴离子朝

 

电极方向移动．
（3）氯碱工业电解的饱和食盐水需要精制，为去除盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-，
提供的试剂有①Na₂CO₃溶液 ②BaCl₂溶液 ③NaOH溶液 ④HCl，则加入试剂的正确顺序是

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）实验时，断开K₂，闭合K₁，装置是电解池，石墨作阳极，铜是阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以两极均有气泡产生；
（2）一段时间后，断开K₁，闭合K₂，形成氢氯燃料电池，铜作负极氢气失电子发生氧化反应，石墨作正极；电流从正极流向负极，溶液中阴离子向负极移动；
（3）根据除去钙离子用碳酸根离子进行沉淀，除去镁离子用氢氧根离子进行沉淀，除去硫酸根离子用钡离子沉淀，过量的钡离子需要用碳酸根离子除去，加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析．

解答： 解：（1）实验时，断开K₂，闭合K₁，装置是电解池，石墨作阳极，铜是阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以两极均有气泡产生
；石墨为阳极，则与石墨相连的为原电池的正极，即A为正极；溶液为饱和食盐水，则电解的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；铜是阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时阴极附近还生成氢氧根离子，所以阴极即铜电极附近滴加酚酞呈红色；
故答案为：A；2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；铜；
（2）一段时间后，断开K₁，闭合K₂，形成氢氯燃料电池，铜作负极氢气失电子发生氧化反应，其电极上的电极反应式为：H₂-2e^-=2H⁺，电流从正极流向负极，即从石墨电极流向铜电极，溶液中阴离子向负极移动，则溶液中阴离子朝铜电极方向移动；
故答案为：H₂-2e^-=2H⁺；石墨，铜，铜；
（3）先加入足量的③NaOH，除去镁离子；然后加入过量②BaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入过量①Na₂CO₃ 除去Ca²⁺和过量的钡离子，过滤后，滤液中加入过量的④盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，③②可以互换，故合理顺序是：③②①④或②③①④，
故答案为：③②①④．

点评：本题综合考查电解池和原电池知识、物质的分离提纯，注意把握电化学工作原理，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，难度中等．