Question

氯元素（Cl）是最重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中．食鹽不僅是人體必需的物質(zhì)，而且是重要的化工原料，從海水中提取氯并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的圖示如下．
海水

結(jié)晶

粗鹽

精制

飽和Nacl溶

電解

燒堿和氫氣、氯氣
（1）粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)、精制后可得飽和NaCl溶液．精制時通常在溶液中依次加入的試劑及操作正確的是

 

；
A．過量的BaCl₂→過量NaOH→過量Na₂CO₃→過濾→過量HCl
B．過量的NaOH→過量Na₂CO₃→過量BaCl₂過濾→過量HCl
C．過量的BaCl₂→過量Na₂CO₃→過量NaOH 過濾→過量HCl
D．過量的NaOH→過量 BaCl₂→過量Na₂CO₃過量HCl→過濾
寫出加入鹽酸后可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氫氣、氯氣．如圖1是電解飽和食鹽水裝置的一部分，請將裝置補充完整，并標(biāo)出陰陽極和通電時溶液中離子移動的方向．

陰極反應(yīng)式為

 

；反應(yīng)類型

 

（填氧化或還原反應(yīng)），總電極反應(yīng)式為

 

．
（3）在實驗室中用濃鹽酸與MnO₂共熱可制取Cl₂．
①下列收集Cl₂的裝置正確的是

 

；

②檢驗是否有氯氣生成可采用的方法是

 

；
A．用干燥的藍(lán)色石蕊試紙           B．用干燥的有色布條
C．用濕潤的淀粉碘化鉀試           D．將氣體通入硝酸銀溶液
③將制得的Cl₂與Ca（OH）₂充分反應(yīng)，可制得漂粉精，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
 ④如圖2所示，往漂粉精溶液中持續(xù)通入SO₂的過程中，可觀察到的現(xiàn)象有（至少寫出兩點）

 

．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用

專題：元素及其化合物

分析：（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，據(jù)此進行解答；
（2）根據(jù)電解原理、電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理將圖1補充完整，然后寫出電極反應(yīng)、電極總反應(yīng)方程式；
（3）①依據(jù)氯氣物理性質(zhì)（氯氣是一種密度大于空氣，可溶于水的有毒氣體）和裝置特點解答；
②氯氣具有強氧化性，但是氯氣不能使干燥的有色布條褪色，必須與濕潤的有色布條，可以用硝酸銀溶液、濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣，據(jù)此進行解答；
③氯氣能夠與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，據(jù)此可制得漂粉精；
④根據(jù)二氧化硫具有還原性，次氯酸根離子具有氧化性，二者反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀及氯離子與次氯酸根離子在酸性條件下能夠生成氯氣等知識進行解答．

解答： 解：（1）要先除硫酸根離子，然后再除鈣離子，Na₂CO₃可以除去過量的鋇離子，否則過量的鋇離子不能完全除盡，至于加NaOH除去鎂離子順序不受限制，可放在加入BaCl₂之前或之后，因為過量的NaOH加HCl就可以調(diào)節(jié)了，只要將三種離子完全除去，過濾即可，最后加HCl除去過量的氫氧根離子碳酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：，所以正確的操作順序為：過量的BaCl₂→過量NaOH→過量Na₂CO₃→過濾→過量HCl或過量的BaCl₂→過量Na₂CO₃→過量NaOH 過濾→過量HCl，
故答案為：AC； H⁺+OH^-=H₂O、2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑；
（2）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氫氣、氯氣，電極為惰性電極，與電源正極相連的為陽極，與電源負(fù)極相連的為陰極，電解過程中，陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極水電離的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，電極總反應(yīng)為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，據(jù)此將圖補充完整為：，
故答案為：；2H⁺+2e^-=H₂↑；還原反應(yīng)；2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
 （3）①A、導(dǎo)氣管位置正確，因為氯氣比空氣重用向上排氣方法，但只有進氣口，無出氣口，無法排出氣體，故A錯誤；
B、此裝置是用來收集比空氣輕的氣體，若收集氯氣，需要短進長出，故B錯誤；
C、裝置長進短出可以收集比空氣重的氣體氯氣，剩余的氯氣有毒需要用氫氧化鈉溶液吸收，為防止倒吸，用倒扣在水面的漏斗，符合要求，故C正確；
D、氯氣通入NaOH溶液會發(fā)生反應(yīng)．氯氣被氫氧化鈉吸收，不能收集到氯氣，故D錯誤；
故答案為：C；                                      
②A、氯氣在干燥的石蕊試紙上不會發(fā)生反應(yīng)，所以試紙不會變色，無法檢驗，故A錯誤；
B、氯氣要在濕潤的環(huán)境下才能反應(yīng)生成HClO，次氯酸使有色布條褪色，所以無法用干燥的有色布條檢驗氯氣，故B錯誤；
C、用濕潤的淀粉碘化鉀試，氯氣能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì)，使試紙變藍(lán)，可以檢驗氯氣，故C正確；
D、將氣體通入硝酸銀溶液，氯氣與水反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸，氯化氫電離出氯離子，能夠與硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，據(jù)此可以檢驗氯氣，故D正確；
故答案為：CD；                                    
③氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；          
④如圖2所示，往漂粉精溶液中持續(xù)通入SO₂的過程中，次氯酸根離子檢驗強氧化性，能夠?qū)⒍�氧化硫氧化成硫酸鈣，反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O+2SO₂═CaSO₄↓+SO₄^2-+4H⁺+2Cl^-；溶液顯示酸性，氯離子與次氯酸根離子在酸性條件下反應(yīng)生成氯氣，同時反應(yīng)生成氯化氫，在液面上方有白霧生成，
所以可觀察到的現(xiàn)象有：溶液中先出現(xiàn)渾濁最后產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液顏色由無色變?yōu)辄S綠色最后黃綠色褪去；液面上方出現(xiàn)白霧，
故答案為：溶液中先出現(xiàn)渾濁最后產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液顏色由無色變?yōu)辄S綠色最后黃綠色褪去；液面上方出現(xiàn)白霧．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離與提純、氯氣的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用，題目難度中等，試題題量較大，綜合性較強，注意掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)，充分考查了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．