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

（1）C、A、B 或者C、B、A或者B、C、A；
（2）CO₃^2-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CO₃^2-；除去Mg²⁺用OH^-，除去SO₄^2-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SO₄^2-离子在Ca²⁺离子之前除去，这样加入的CO₃^2-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CO₃^2-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。