Question

5．以食鹽為原料進(jìn)行生產(chǎn)并綜合利用的某些過(guò)程如圖1所示．

（1）除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-離子，加入下列沉淀劑的順序是（填序號(hào)）cab或者cba或者bca．
a．Na₂CO₃    b．NaOH    c．BaCl₂
（2）將濾液的pH調(diào)至酸性除去的離子是OH^-、CO₃^2-．
（3）圖2表示電解飽和NaCl溶液的裝置，X、Y是石墨棒．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，在兩邊同時(shí)各滴入幾滴酚酞溶液，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：X極上的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，溶液變紅；Y電極上的電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍(lán)，證明有Cl₂產(chǎn)生．電解NaCl溶液的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（4）若向分離出NaHCO₃晶體后的母液中加入過(guò)量生石灰，則可獲得一種可以循環(huán)使用的氣體，其化學(xué)式是NH₃．
（5）常溫下，向某pH=11的Na₂CO₃溶液中加入過(guò)量石灰乳，過(guò)濾后所得溶液pH=13，則反應(yīng)前的溶液中與反應(yīng)后的濾液中水電離出的c（OH^-）的比值是1×10¹⁰．

Answer 1

分析 （1）總體思路是先沉淀再過(guò)濾，沉淀時(shí)要先加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，因?yàn)樘妓徕c能把過(guò)量的氯化鋇沉淀出來(lái)，氫氧化鈉可放在它們前面，也可放在它們后面或中間，都完全沉淀完后再過(guò)濾；
（2）稀鹽酸能和氫氧化鈉、碳酸鈉反應(yīng)，蒸發(fā)時(shí)可以得到氯化鈉的飽和溶液；
（3）根據(jù)電解氯化鈉溶液的原理方程式以及氯氣和氫氧化鈉之間的反應(yīng)結(jié)合題干來(lái)解答，檢驗(yàn)氯氣通常用用濕潤(rùn)的KI淀粉試紙；
（4）根據(jù)銨鹽和堿反應(yīng)能生成氨氣分析，氯化銨能和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣；
（5）氫氧化鈉中氫氧根離子是完全是水電離出的，碳酸鈉溶液中氫氧根離子是水完全電離生成的，結(jié)合離子積計(jì)算判斷．

解答 解：（1）加入氫氧化鈉溶液時(shí)，能和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，從而除去氯化鎂；加入氯化鋇時(shí)，能和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，從而除去硫酸鈉；加入碳酸鈉溶液時(shí)，能和氯化鈣、過(guò)量的氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀和氯化鈉，從而除去氯化鈣和過(guò)量的氯化鋇；過(guò)濾，向?yàn)V液中加入適量的稀鹽酸時(shí)，可以把過(guò)量的氫氧化鈉和碳酸鈉除去．以此類(lèi)推，如果依次加入氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或依次加入氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液，可以達(dá)到同樣的目的，
故答案為：cab或者cba或者bca；
（2）稀鹽酸能和氫氧化鈉、碳酸鈉反應(yīng)，蒸發(fā)時(shí)可以得到氯化鈉的飽和溶液，將濾液的pH調(diào)至酸性除去的離子是OH^-、CO₃^2-，
故答案為：OH^-、CO₃^2-；
（3）和電源的負(fù)極相連的是電解池的陰極，該電極上的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，氫離子濃度減小，所以堿性增強(qiáng)，酚酞變紅，和電源的正極相連的是陽(yáng)極，該機(jī)反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗(yàn)氯氣的方法為：將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍(lán)，證明有Cl₂產(chǎn)生，根據(jù)兩極上的電極反應(yīng)可以得到總反應(yīng)為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，溶液變紅；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍(lán)，證明有Cl₂產(chǎn)生；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（4）分離出NaHCO₃晶體后的母液中含有氯化銨，加入過(guò)量生石灰后，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和氯化銨反應(yīng)能生成氯化鈣、水和氨氣，氨氣可以循環(huán)使用，化學(xué)式是NH₃，
故答案為：NH₃；
（5）pH為11碳酸鈉溶液中：C（H⁺）_剩余•C（OH^-）_水=10^-14；C（OH^-）_水=10^-3mol/L，Na₂CO₃溶液中加入過(guò)量石灰乳，反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，所得溶液pH=13，則此時(shí)水電離出的c（OH^-）的值是10^-13mol/L，所以反應(yīng)前的溶液中與反應(yīng)后的濾液中水電離出的c（OH^-）的比值是$\frac{1{0}^{-3}mol/L}{1{0}^{-13}mol/L}$=1×10¹⁰，
故答案為：1×10¹⁰．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粗鹽的提純、電解原理，水的離子積的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握粗鹽的提純方法，明確電解原理，能夠正確判斷電極反應(yīng)、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，本題是一道實(shí)驗(yàn)探究綜合題，對(duì)訓(xùn)練學(xué)生良好地思維品質(zhì)以及知識(shí)的嚴(yán)密性有較好的幫助．