Question

四川盛產井鹽，由井鹽提取的食鹽是日常生活必需品，也是重要的化工原料．
（1）某種粗鹽含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO

2- 4

等雜質離子，實驗室提純該粗鹽的流程如下：
粗鹽溶解

加入試劑

  

過濾

濾液 

適量鹽酸

 

蒸發、結晶、烘干

純NaCl
提供的試劑有：a．飽和Na₂CO₃溶液  b．飽和K₂CO₃溶液  
c．NaOH溶液 e．Ba（NO₃）₂溶液 d．BaCL₂溶液
①欲除去粗鹽溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO

2- 4

離子，所加試劑的順序依次為（填序號）

dca（或dac，或cda）

②蒸發時所用玻璃棒的作用是

攪拌，防止液體飛濺

，蒸發操作即將結束，當

溶液中有大量晶體析出

時，停止加熱，熄滅酒精燈．
（2）食鹽是工業上生產氯氣和燒堿的重要原料．右圖是工業上電解飽和和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖（陽極用金屬鈦網制成，陰極由碳鋼網制成）．
①B處出口產生的物質是

H₂

；G處進口的物質是

精制的飽和食鹽水

．電解總反應的離子方程式為

2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

．
②如果開始就將直流電源的正負極與電極接反了，通電幾分鐘，在電極F附近可以觀察到的現象是

溶液中產生白色沉淀，隨后沉淀變為灰綠色，甚至變為紅褐色，碳鋼網電極被腐蝕

．
（3）采用無膜電解槽電解飽和食鹽水（離子交換膜更換為攪拌器），可制取次氯酸鈉溶液作消毒液．實驗室在常溫下電解飽和食鹽水v₁mL（密度為ρg/cm³），當收集到v₂L標準狀況下的H₂時，理論上所得混合溶液中次氯酸鈉的質量分數計算式為

V 2 22.4 ×74.5

ρV1- V 2 22.4 ×2

×100%

．

Answer 1

分析：（1）①把雜質轉化為沉淀或氣體除去，除鈣離子用碳酸根，除鎂離子用氫氧根，除硫酸根用鋇離子．要注意除雜質的順序，后加的試劑最好能把前面先加是過量試劑除掉；
②玻璃棒攪拌，當溶液中有大量晶體析出時，停止加熱，熄滅酒精燈；
（2）①工業電解飽和食鹽水，依據圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F電極析出的是氫氣；
②將直流電源的正負極與電極接反，E極為陰極，F為陽極；
（3）每生成1mol氫氣生成1mol氯氣和2mol氫氧根離子，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應生成1mol次氯酸鈉．

解答：解：（1）①除去粗鹽中的可溶性雜質：Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-時，可以加入過量NaOH（去除鎂離子和鐵離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Fe³⁺+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，氫氧化鈉和氯化鋇可以顛倒加入的順序，故答案為：d c a（或d a c，或c d a）；
②玻璃棒攪拌使受熱均勻，防止液體飛濺，當溶液中有大量晶體析出時，停止加熱，熄滅酒精燈，故答案為：攪拌，防止液體飛濺；溶液中有大量晶體析出；
（2）①工業電解飽和食鹽水，依據圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F電極析出的是氫氣，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：H₂；精制的飽和食鹽水；2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②E極為陰極，F為陽極，在陽極上活潑金屬失電子，鐵失電子生成二價鐵離子，在陰極上氫離子得電子生成氫氣，氫氧根濃度增大，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵易被氧化，故答案為：溶液中產生白色沉淀，隨后沉淀變為灰綠色，甚至變為紅褐色，碳鋼網電極被腐蝕；
（3）根據方程式2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，可知每生成1mol氫氣生成1mol氯氣和2mol氫氧根離子，1mol氯氣和2mol氫氧根離子反應生成1mol次氯酸鈉，生成次氯酸鈉的質量為

V2

22.4

×74.5g，溶液的質量為ρV1-

V 2

22.4

×2，質量分數為：

V 2 22.4 ×74.5

ρV1- V 2 22.4 ×2

×100%，故答案為：

V 2 22.4 ×74.5

ρV1- V 2 22.4 ×2

×100%．

點評：本題考查粗鹽提純和質量分數計算等，明確有關的反應是解題的關鍵，題目難度中等．