Question

【題目】以食鹽為原料進行生產并綜合利用的某些過程如圖：

（1）除去粗鹽中的微溶物質CaSO4通常用Na2CO3處理，請用平衡移動原理解釋說明：____。

（2）人們習慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)叫做氯堿工業(yè)。圖1表示電解飽和NaCl溶液的裝置，X、Y是石墨棒。實驗開始時，在兩邊同時各滴入幾滴酚酞溶液，請回答以下問題：

檢驗Y電極反應產物的方法是_____。電解NaCl溶液的離子方程式是____。

（3）某同學設計一個燃料電池(如圖2所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。根據要求回答相關問題：

①通入氫氣電極的反應式為____。

②石墨電極為_____(填“陽極”或“陰極”)，反應一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，_____區(qū)(填“鐵極”或“石墨極”)的溶液先變紅。

③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將____(填“增大”“減小”或“不變”)。

④若在標準狀況下，有224mL氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標況下體積為_____L；丙裝置中陰極析出銅的質量為_____g。(銅的摩爾質量為64)

Answer 1

【答案】CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)，加入Na2CO3溶液后，與Ca2+結合，生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+離子濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動 將濕潤的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍，證明有Cl2產生 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- H2-2e-+2OH-═2H2O 陽極 鐵極 減小 0.448 1.28

【解析】

流程圖粗鹽水加入沉淀劑沉淀Ca2+、Mg2+和SO42-離子，過濾得到的濾液調節(jié)溶液pH至酸性，加熱濃縮得到飽和氯化鈉溶液，電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，飽和食鹽水中通入氨氣、二氧化碳得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉晶體加熱分解得到碳酸鈉。

(1)除去粗鹽中的微溶物質CaSO4通常用Na2CO3處理，平衡移動原理解釋為：CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)，加入Na2CO3溶液后，離子與Ca2+結合生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+離子濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動；

(2)X電極上氫離子放電生成氫氣，Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，如果濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍色，則證明有氯氣生成，電解NaCl溶液的離子方程式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)①燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，通入氫氣電極的反應式為H2-2e-+2OH-═2H2O；

②石墨電極為陽極，鐵電極作陰極，陰極上氫離子放電，同時電極附近有氫氧根離子生成，溶液呈堿性，無色酚酞試液在鐵極附近變紅色；

③丙裝置為粗銅的電解精煉，純銅為陰極，陰極上銅離子放電，電極反應為Cu2++2e-═Cu，溶解的粗銅小于析出的銅質量，導致溶液中硫酸銅濃度降低；

④串聯(lián)電路中轉移電子相等，當轉移相等電子時消耗氧氣體積與生成氫氣體積之比為1：2，所以生成氫氣體積為0.448L；轉移電子的物質的量==0.04mol，轉移電子相等，則析出銅的質量=×64g/mol=1.28g。