Question

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

 

（只填化學式）．
（2）用提純的NaCl配制500mL 4.00mol?L^-1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有

 

（填儀器名稱）．
（3）電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
①電解池中X極上的電極反應式為

 

．在X極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是

 

．
②Y電極上的電極反應式為

 

．檢驗該電極反應產(chǎn)物的方 法是

 

．
③若收集的H₂為2L，則同樣條件下收集的Cl₂

 

（填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是

 

．

Answer 1

考點：電解原理,粗鹽提純

專題：電化學專題,化學實驗基本操作

分析：（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）根據(jù)儀器的作用選取儀器；
（3）①用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，X是陰極，Y是陽極，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，同時陰極附近有氫氧根離子生成，酚酞遇堿變紅色；
②氯氣具有強氧化性，能和碘離子發(fā)生置換反應生成碘單質，碘遇淀粉試液變藍色；
③氯氣和氫氧化鈉能反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答： 解：（1）要除去SO₄^2-，只有選BaCl₂溶液，若選用Ba（NO₃）₂，會引入新的離子NO₃^-，再選用NaOH溶液除去Mg²⁺和Fe³⁺溶液，最后選用Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，此處不能選用K₂CO₃溶液，否則會引入新的K⁺，再用HCl除去過量的CO₃^2-，Na₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否則會引入Ba²⁺，所以其滴加順序是BaCl₂、NaOH、NaCO₃，
故答案為：BaCl₂、NaOH、NaCO₃；
（2）用天平稱量藥品，用燒杯溶解藥品，用500mL容量瓶配制溶液，用膠頭滴管定容，所以需要的儀器還有：天平、燒懷、500mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：天平、燒懷、500mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）①根據(jù)圖片知，X電極是陰極，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應生成氫氣，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，同時陰極附近生成氫氧根離子，導致陰極附近堿性增強，無色酚酞試液遇堿變紅色，所以看到的現(xiàn)象為放出無色氣體，溶液變紅色，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；放出氣體，溶液變紅；
②Y電極為陽極，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應而生成氯氣，氯氣能和碘離子發(fā)生氧化還原反應生成碘單質，碘與淀粉試液變藍色，所以檢驗方法是：把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色，
故答案為：2Cl^-2e^-=Cl₂↑；把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色；
③根據(jù)2H⁺+2e^-=H₂↑、2Cl^-2e^-=Cl₂↑知，當轉移相等電子時，理論上生成氫氣和氯氣的體積相等，但生成的氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，所以導致收集的氯氣體積小于氫氣，
故答案為：＜；電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應．

點評：本題考查了電解原理、除雜，明確離子放電順序、除雜劑加入順序是解本題關鍵，知道氯氣的檢驗方法，這些都是常考查點，難度中等．