Question

【題目】以食鹽為原料進(jìn)行生產(chǎn)并綜合利用的某些過程如圖：

（1）除去粗鹽中的微溶物質(zhì)CaSO4通常用Na2CO3處理，請用平衡移動原理解釋說明：____。

（2）人們習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)叫做氯堿工業(yè)。圖1表示電解飽和NaCl溶液的裝置，X、Y是石墨棒。實(shí)驗(yàn)開始時，在兩邊同時各滴入幾滴酚酞溶液，請回答以下問題：

檢驗(yàn)Y電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_____。電解NaCl溶液的離子方程式是____。

（3）某同學(xué)設(shè)計一個燃料電池(如圖2所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。根據(jù)要求回答相關(guān)問題：

①通入氫氣電極的反應(yīng)式為____。

②石墨電極為_____(填“陽極”或“陰極”)，反應(yīng)一段時間后，在乙裝置中滴入酚酞溶液，_____區(qū)(填“鐵極”或“石墨極”)的溶液先變紅。

③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時間，硫酸銅溶液濃度將____(填“增大”“減小”或“不變”)。

④若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有224mL氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標(biāo)況下體積為_____L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_____g。(銅的摩爾質(zhì)量為64)

Answer 1

【答案】CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)，加入Na2CO3溶液后，與Ca2+結(jié)合，生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+離子濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動 將濕潤的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 Cl2↑+H2↑+2OH- H2-2e-+2OH-═2H2O 陽極 鐵極 減小 0.448 1.28

【解析】

流程圖粗鹽水加入沉淀劑沉淀Ca2+、Mg2+和SO42-離子，過濾得到的濾液調(diào)節(jié)溶液pH至酸性，加熱濃縮得到飽和氯化鈉溶液，電解飽和食鹽水得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，飽和食鹽水中通入氨氣、二氧化碳得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉晶體加熱分解得到碳酸鈉。

(1)除去粗鹽中的微溶物質(zhì)CaSO4通常用Na2CO3處理，平衡移動原理解釋為：CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)，加入Na2CO3溶液后，離子與Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀；Ca2+離子濃度減少，使上述平衡向著更難溶的方向移動；

(2)X電極上氫離子放電生成氫氣，Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，如果濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，則證明有氯氣生成，電解NaCl溶液的離子方程式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)①燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氫氣電極的反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-═2H2O；

②石墨電極為陽極，鐵電極作陰極，陰極上氫離子放電，同時電極附近有氫氧根離子生成，溶液呈堿性，無色酚酞試液在鐵極附近變紅色；

③丙裝置為粗銅的電解精煉，純銅為陰極，陰極上銅離子放電，電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu，溶解的粗銅小于析出的銅質(zhì)量，導(dǎo)致溶液中硫酸銅濃度降低；

④串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移相等電子時消耗氧氣體積與生成氫氣體積之比為1：2，所以生成氫氣體積為0.448L；轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量==0.04mol，轉(zhuǎn)移電子相等，則析出銅的質(zhì)量=×64g/mol=1.28g。