Question

食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食鹽常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程如圖1：

提供的試劑：飽和Na₂CO₃溶液、飽和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、四氯化碳
（1）①欲除去溶液Ⅰ中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為

 

（只填化學(xué)式）．
②為了檢驗(yàn)NaCl晶體表面是否附帶有KCl，可以選擇的方法為

 

．
（2）用提純的NaCl配制500mL4.00mol?L^-1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有的玻璃儀器

 

（填儀器名稱）．
（3）電解飽和食鹽水的裝置如圖2所示，在一定的條件下，若收集的H₂為2L，則同樣條件下收集的Cl₂

 

（填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)室制備H₂和Cl₂通常采用下列反應(yīng)：Zn+H₂SO₄（�。┄TZnSO₄+H₂↑，MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H₂的裝置

 

（填代號）和制備并收集干燥、純凈Cl₂的裝置

 

（填代號）．可選用制備氣體的裝置如圖3．

Answer 1

分析：（1）①把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體除去，除鈣離子用碳酸根離子，除鐵離子、鎂離子用氫氧根離子，除硫酸根離子用鋇離子，要注意除雜質(zhì)的順序，后加的試劑需能把前面先加是過量試劑除掉；②檢驗(yàn)洗滌液中是否有鉀離子；
（2）根據(jù)配制溶液的步驟操作選擇所用儀器；
（3）根據(jù)電解飽和食鹽水時(shí)的產(chǎn)物以及氯氣和氫氧化鈉的反應(yīng)來回答；
（4）實(shí)驗(yàn)室中采用金屬鋅和酸反應(yīng)來獲得氫氣，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱來獲得氯氣，據(jù)此結(jié)合裝置特點(diǎn)解答；

解答：解：（1）①除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)：Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子時(shí)，可以加入過量NaOH（去除鎂離子和鐵離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，F(xiàn)e³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子的多余的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，碳酸鈉必須加在氯化鋇之后，否則會(huì)引入Ba²⁺，氫氧化鈉和氯化鋇可以顛倒加入的順序，
所以其滴加順序是BaCl₂、NaOH、NaCO₃，（或NaOH，BaCl₂，Na₂CO₃），
故答案為：BaCl₂，NaOH，Na₂CO₃（或NaOH，BaCl₂，Na₂CO₃）；
②檢驗(yàn)洗滌液中是否有鉀離子，可用干凈鉑絲取最后一次洗滌液在酒精燈上灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃，如不出現(xiàn)淡紫色火焰，則說明已洗凈，
故答案為：透過藍(lán)色鈷玻璃觀測到焰色為淡紫色證明有氯化鉀存在；
（2）配制500mL4.00mol?L^-1NaCl溶液，操作步驟有計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，用玻璃棒攪拌，加速溶解，恢復(fù)室溫后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，并將洗滌液移入容量瓶中，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻，所以需要的儀器有托盤天平、燒杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、膠頭滴管、藥匙，使用還需要燒杯、500ml的容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，在陰級區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的Cl₂能與該區(qū)生成的NaOH反應(yīng)NaCl、NaClO和H₂O，使得部分的Cl₂被消耗，所以同樣條件下收集到的Cl₂小于2L，
故答案為：＜；電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng)；
（4）實(shí)驗(yàn)室中采用金屬鋅和酸不加熱反應(yīng)來獲得氫氣，故選擇裝置e，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱來獲得氯氣，其中的雜質(zhì)氯化氫可以加飽和食鹽水來除，雜質(zhì)水可以采用濃硫酸來除去，用向上排空氣法收集，可以選擇裝置d，
故答案為：e；d

點(diǎn)評：本題主要考查了粗鹽提純過程中的除雜、溶液的配制、電解食鹽水等方面的知識，綜合性強(qiáng)，注意除雜質(zhì)的順序，不要引入新的雜質(zhì)，掌握溶液的配制方法和電解原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．