Question

食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食盐常含有少里K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液  饱和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-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为

 

（只填化学式）．
（2）用提纯的NaCl配制500mL 4.00mol?L^-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有

 

（填仪器名称）．
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为

 

．在X极附近观察到的实验现象是

 

．
②Y电极上的电极反应式为

 

．检验该电极反应产物的方 法是

 

．
③若收集的H₂为2L，则同样条件下收集的Cl₂

 

（填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是

 

．

Answer 1

考点：电解原理,粗盐提纯

专题：电化学专题,化学实验基本操作

分析：（1）把杂质转化为沉淀或气体除去，除钙离子用碳酸根，除镁离子用氢氧根，除硫酸根用钡离子．要注意除杂质的顺序，后加的试剂最好能把前面先加是过量试剂除掉；
（2）根据仪器的作用选取仪器；
（3）①用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，X是阴极，Y是阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时阴极附近有氢氧根离子生成，酚酞遇碱变红色；
②氯气具有强氧化性，能和碘离子发生置换反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色；
③氯气和氢氧化钠能反应生成氯化钠、次氯酸钠和水．

解答： 解：（1）要除去SO₄^2-，只有选BaCl₂溶液，若选用Ba（NO₃）₂，会引入新的离子NO₃^-，再选用NaOH溶液除去Mg²⁺和Fe³⁺溶液，最后选用Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，此处不能选用K₂CO₃溶液，否则会引入新的K⁺，再用HCl除去过量的CO₃^2-，Na₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否则会引入Ba²⁺，所以其滴加顺序是BaCl₂、NaOH、NaCO₃，
故答案为：BaCl₂、NaOH、NaCO₃；
（2）用天平称量药品，用烧杯溶解药品，用500mL容量瓶配制溶液，用胶头滴管定容，所以需要的仪器还有：天平、烧怀、500mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：天平、烧怀、500mL容量瓶、胶头滴管；
（3）①根据图片知，X电极是阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，同时阴极附近生成氢氧根离子，导致阴极附近碱性增强，无色酚酞试液遇碱变红色，所以看到的现象为放出无色气体，溶液变红色，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；放出气体，溶液变红；
②Y电极为阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，氯气能和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，碘与淀粉试液变蓝色，所以检验方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，
故答案为：2Cl^-2e^-=Cl₂↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
③根据2H⁺+2e^-=H₂↑、2Cl^-2e^-=Cl₂↑知，当转移相等电子时，理论上生成氢气和氯气的体积相等，但生成的氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以导致收集的氯气体积小于氢气，
故答案为：＜；电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应．

点评：本题考查了电解原理、除杂，明确离子放电顺序、除杂剂加入顺序是解本题关键，知道氯气的检验方法，这些都是常考查点，难度中等．