Question

某學習小組在實驗室以食鹽為原料模擬氯堿工業(yè)．步驟有①粗鹽的提純、②電解飽和食鹽水．具體流程如下：
第一步：粗鹽（含）的提純．

請回答：
（1）試劑丙的化學式為______，目的是除去溶液B中的______ （寫離子符號）．
（2）用離子方程式表示溶液C中加入HCl后發(fā)生的化學反應(yīng)：______．
（3）溶液E中含有的離子是______（寫離子符號）．
第二步：用提純后的食鹽晶體制備化工產(chǎn)品燒堿和產(chǎn)品甲．


請回答：
（4）設(shè)備II內(nèi)火焰的顏色是______．其化學反應(yīng)為______．
（5）設(shè)備Ⅰ中電解一段時間后，測得溶液的pH值為13．若以電解100mL．溶液計算（忽略溶液體積的變化），此時陰極產(chǎn)生氣體的體積是______mL．若恢復原溶液的成分和濃度，需要加入______（物質(zhì)名稱）______g．
（6）若粗鹽不經(jīng)過第一步的提純，直接進入第二步中的設(shè)備I，設(shè)備I中溶液出現(xiàn)的現(xiàn)象是______．電解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______、______．

Answer 1

解：（1）欲除去溶液I中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-，則用氫氧化鎂除掉Mg²⁺，用氯化鋇除掉SO₄^2-，用碳酸鈉除掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，根據(jù)流程圖可知試劑丙為碳酸鈉；其作用為除掉掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，故答案為：Na₂CO₃；Ca²⁺、Ba²⁺；
（2）溶液C中的成分為碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鉀，能與鹽酸反應(yīng)的有碳酸鈉、氫氧化鈉，離子方程式為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，H⁺+OH^-=H₂O；
（3）根據(jù)溶液D中的成分為：氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，操作甲為降溫結(jié)晶，溶液E中含有氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，含有的離子有：Na⁺、K⁺、H⁺、OH^-、Cl^-，
故答案為：Na⁺、K⁺、H⁺、OH^-、Cl^-．
（4）根據(jù)電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氫氣、氯氣，氫氣在氯氣中燃燒火焰呈蒼白色，故答案為：蒼白色；H₂+Cl₂2HCl；
（5）溶液的pH值為13，c（OH^-）=0.1mol/L，n（NaOH）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol
2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
2 1 1
0.01mol n（Cl₂） n（H₂）
n（Cl₂）=0.005mol n（H₂）=0.005mol
陰極產(chǎn)生的氫氣的體積n（氫氣）=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
m（Cl₂）+m（H₂）=0.005mol×71g/mol+0.005mol×2g/mol=0.365g，
所以若恢復原溶液的成分和濃度，需要加入氯化氫，其質(zhì)量為：0.365g；
故答案為：112；氯化氫；0.365；
（6）電解食鹽水產(chǎn)生氫氧化鈉：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氫氧化鈉能和鎂離子反應(yīng)生成沉淀：2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓，
故答案為：溶液中出現(xiàn)白色沉淀；2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓．
分析：（1）欲除去溶液I中的Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-，則用氫氧化鎂除掉Mg²⁺，用氯化鋇除掉SO₄^2-，用碳酸鈉除掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺，根據(jù)流程圖可知試劑丙為碳酸鈉；其作用為除掉掉Ca²⁺與多余的Ba²⁺；
（2）根據(jù)溶液C中的成分為碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鉀來分析；
（3）根據(jù)溶液D中的成分為：氯化鈉、氯化鉀和過量的鹽酸，操作甲為降溫結(jié)晶來分析；
（4）根據(jù)電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氫氣、氯氣，氫氣在氯氣中燃燒火焰呈蒼白色；
（5）根據(jù)2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑來計算，若要恢復濃度，則通入氯化氫即可，其質(zhì)量等于氫氣和氯氣的質(zhì)量之和；
（6）根據(jù)溶液中的鎂離子能和堿反應(yīng)生成沉淀．
點評：本題主要考查了粗鹽的提純、電解飽和食鹽水，涉及到物質(zhì)的除雜和提純，化學計算等，難度中等，試題綜合性較大．