Question

食盐是日常生活必需品，也是重要的化工原料．
（1）某种粗盐含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室提纯该粗盐的流程如下：粗盐溶解

加入试剂

过滤

滤液

适量盐酸

蒸发、结晶、烘干

纯NaCl
提供的试剂有：a．饱和Na₂CO₃溶液 b．饱和K₂CO₃液 c．NaOH溶液   d．BaCL₂溶液  e．Ba（NO₃）₂溶液
①欲除去粗盐溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，需依次加入三种试剂，顺序依次为

 

（填序号）；
②蒸发操作即将结束，当

 

时，停止加热，熄灭酒精灯．
（2）食盐是工业上生产氯气和烧碱的重要原料．如图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成（惰性电极），阴极由碳钢网制成（含C．Fe））．
①F电极是

 

（填阴极或阳极）；G处进口的物质是

 

；电解总反应的离子方程式为：

 

．
②如果采用无膜电解槽，开始时将直流电源的正负极与电极接反了，通电几分钟，在电极F附近可以观察到的现象是

 

．
（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水（离子交换膜更换为搅拌器），可制取次氯酸钠溶液作消毒液．实验室在常温下电解饱和食盐水，当收集到22.4L标准状况下的H₂时，理论上所得混合溶液中次氯酸钠的质量最多为

 

．

Answer 1

考点：粗盐提纯,电解原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：（1）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玻璃棒搅拌，当溶液中有大量晶体析出时，停止加热，熄灭酒精灯；
（2）①工业电解饱和食盐水，依据图装置分析，钠离子移向F极，说明F为阴极，E电极为阳极析出的是氯气，F电极析出的是氢气；
②将直流电源的正负极与电极接反，E极为阴极，F为阳极；
（3）每生成1mol氢气生成1mol氯气和2mol氢氧根离子，1mol氯气和2mol氢氧根离子反应生成1mol次氯酸钠．

解答： 解：（1）①除去粗盐中的可溶性杂质：Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；加入过量BaCl₂（去除硫酸根离子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入过量Na₂CO₃（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序，故答案为：d c a（或d a c，或c d a）；
②玻璃棒搅拌使受热均匀，当溶液中有大量晶体析出时，停止加热，熄灭酒精灯，故答案为：溶液中有大量晶体析出；
（2）①工业电解饱和食盐水，依据图装置分析，钠离子移向F极，说明F为阴极，E电极为阳极析出的是氯气，F电极析出的是氢气，G处进口的物质是精制的饱和食盐水，离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：阴极；精制的饱和食盐水；2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②E极为阴极，F为阳极，在阳极上活泼金属失电子，铁失电子生成二价铁离子，在阴极上氢离子得电子生成氢气，氢氧根浓度增大，生成氢氧化铁，氢氧化铁易被氧化，
故答案为：溶液中产生白色沉淀，随后沉淀变为灰绿色，甚至变为红褐色，碳钢网电极被腐蚀；
（3）根据方程式2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，可知当收集到22.4L即1mol标准状况下的H₂，1mol氯气和2mol氢氧根离子反应生成1mol次氯酸钠，即反应生成1mol次氯酸钠，生成次氯酸钠的质量为1mol×74.5g/mol=74.5g，故答案为：74.5g．

点评：本题考查粗盐提纯和质量分数计算等，明确有关的反应是解题的关键，题目难度中等．