化工中把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业.其生产流程如下:(1)除去食盐水中的Ca2+.Mg2+.SO42-.应分别加入下列沉淀剂:①NaOH(aq).②Na2CO3(aq).③BaCl2(aq).加入沉淀剂的顺序为 ,加入盐酸的作用为．(2)如图为实验室电解饱和食盐水的实验装置．X.Y均为石墨电极.两极周围溶液均滴有几滴酚酞试液．①电解一段时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

化工中把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业，其生产流程如下：

（1）除去食盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，应分别加入下列沉淀剂：①NaOH（aq）、
②Na₂CO₃（aq）、③BaCl₂（aq），加入沉淀剂的顺序为

（填序号）；加入盐酸的作用为

．
（2）如图为实验室电解饱和食盐水的实验装置．X、Y均为石墨电极，两极周围溶液均滴有几滴酚酞试液．
①电解一段时间后，X电极及附近溶液能观察到的现象是

；Y电极上的电极反应式为

，检验该极产生的气体的方法是

．
②电解饱和食盐水的离子方程式为

；若饱和食盐水体积为200mL，且忽略电解过程中的体积变化及气体溶解，当两极共收集到气体（共两种）44.8mL（标准状况）时，溶液的pH=

．

分析：（1）盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，要先加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除过量的钡离子；稀盐酸能和过量的氢氧化钠、碳酸钠反应，蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液；
（2）①根据图知，X是阴极，Y是阳极，用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，同时生成了氢氧根离子，溶液滴有酚酞的溶液显示红色；阳极Y上氯离子失去电子生成氯气；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，据此可以检验氯气；
②电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠，据此写出反应的离子方程式；根据两极生成的气体的体积计算出气体的物质的量，再计算出溶液中氢氧根离子的物质的量浓度及溶液的pH．

解答：解：（1）加入NaOH溶液时，能和Mg²⁺反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，从而除去Mg²⁺；加入BaCl₂时，能和SO₄^2-反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，从而除去SO₄^2-；加入Na₂CO₃溶液时，能和Ca²⁺、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠，从而除去Ca²⁺和过量的氯化钡；过滤，向滤液中加入适量的稀盐酸时，可以把过量的NaOH和Na₂CO₃除去，以此类推，如果依次加入BaCl₂溶液、NaOH溶液、Na₂CO₃溶液或依次加入BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液，可以达到同样的目的；稀盐酸能和溶液中过量的氢氧化钠、碳酸钠反应，蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液，将滤液的pH调至酸性除去的离子是OH^-、CO₃^2-，
故答案为：①③②（或③①②或③②①）；除去过量的OH^-和CO₃^2-（或NaOH和Na₂CO₃）；
（2）①X是阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧化钠，所以溶液碱性增强，酚酞试液遇碱变红色，所以X电极附近酚酞试液变红色；Y是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式的离子方程式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成气体，
故答案为：X电极上有气泡产生，附近溶液逐渐变红色；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；用湿润的淀粉KI试纸检验，若试纸变蓝，证明该极产生Cl₂（合理答案均给分）；
②电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠，其离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

电解

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；标况下44.8mL气体的物质的量的为0.002mol，根据电解离子方程式可知，生成了0.001molH₂和0.001mol氯气，所以生成的氢氧根离子的物质的量为：n（OH^-）=2n（H₂）=0.002mol，溶液中氢氧根离子的浓度为：c（OH^-）=

0.002mol

0.2L

=0.01mol/L，溶液中氢离子浓度为：c（H⁺）=

1×10-14

0.01

mol/L=1×10^-12mol/L，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg1×10^-12=12，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；12．

点评：本题考查了物质的除杂与提纯、电解原理、气体的检验等知识点，注意除杂时既要除去杂质离子，还不能引进新的杂质；明确离子放电顺序是解本题关键，氯气不仅可以用淀粉碘化钾检验，还可以用湿润的有色布条检验，难度不大．