Question

海水蘊(yùn)含著豐富的資源．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里模擬從海水中提取重要的工業(yè)原料時(shí)，設(shè)計(jì)了以下操作流程：

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）在所提供的試劑中選擇：試劑B是

①

①Na₂CO₃②BaCl₂③稀鹽酸
（2）操作b中用到的主要儀器為酒精燈、

蒸發(fā)皿

、三腳架和玻璃棒．

（3）利用所得的氯化鈉制氯氣和氫氣，并檢驗(yàn)氯氣的氧化性和測(cè)定產(chǎn)生氫氣的體積．試按上圖所給儀器，設(shè)計(jì)一套能完成以上實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置，儀器接口的正確連接順序是：
A接

G

，

F

接

H

；B接

D

，

E

接

C

．
（4）電解氯化鈉溶液時(shí)的離子方程式為

2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

；
（5）若裝入的飽和食鹽水為75mL，接通電源一段時(shí)間，停止通電后，測(cè)得氫氣為8.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．將U形管內(nèi)的溶液混合均勻，其pH約為

12

．（假設(shè)電解前后溶液體積變化可忽略不計(jì)，產(chǎn)生的氣體全部逸出）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，過(guò)濾要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以將過(guò)量的鋇離子沉淀最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子進(jìn)行分析；
（2）氯化鈉溶液通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉，根據(jù)蒸發(fā)需要的儀器為：酒精燈、蒸發(fā)皿、三腳架和玻璃棒；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和裝置的作用來(lái)連接裝置；
（4）根據(jù)氯氣能與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式來(lái)解答；
（5）根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物寫(xiě)出相應(yīng)的電解方程式；
（6）根據(jù)電解飽和食鹽水的方程式：利用公式C=

n

V

來(lái)計(jì)算NaOH的物質(zhì)的量濃度，然后求出氫離子的濃度，最后求出PH；
（7）根據(jù)排水法測(cè)量氣體體積的方法來(lái)解答．

解答：解：（1）鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過(guò)量的石灰乳可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過(guò)量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，在進(jìn)行過(guò)濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，故答案為：①；
（2）氯化鈉溶液通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉，蒸發(fā)需要的儀器為酒精燈、蒸發(fā)皿、三腳架和玻璃棒，故答案為：蒸發(fā)皿；
（3）產(chǎn)生的氫氣的體積用排水量氣法，導(dǎo)管是短進(jìn)長(zhǎng)出，所以A接G，用裝有淀粉碘化鉀溶液的洗氣瓶檢驗(yàn)氯氣時(shí)，導(dǎo)管要長(zhǎng)進(jìn)短出，所以B接D，氯氣要進(jìn)行尾氣處理，即E接C，故答案為：G、F、H、D、E、C；
（4）氯氣能與氫氧化鈉反應(yīng)Cl₂+NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）通過(guò)以上分析知，反應(yīng)物是氯化鈉和水，產(chǎn)物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉，方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
因電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當(dāng)產(chǎn)生的H₂的體積為8.4mL即0.000375mol時(shí)，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.00075mol，所以溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度=

0.00075

0.075

═0.01mol/L，所以氫離子的濃度為

1×10-14

0.01

=1×10^-12mol/L，PH=12，故答案為：12．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了粗鹽的提純、電解飽和食鹽水的操作，要掌握實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法，培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力．