Question

以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

（1）除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填序号）_____。
A．Na₂CO₃          B．NaOH          C．BaCl₂
（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子是________。
（3）下图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液，请回答以下问题：X极上的电极反应式是________，在X极附近观察到的现象是________，电解NaCl溶液的离子方程式是_________。

（4）若向分离出NaHCO₃晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的气体，其化学式是________。

Answer 1

（1）C、B、A（或B、C、A）；（2）CO₃^2-和OH^-；（3）2H⁺+2e^-=H₂↑有无色气泡产生，溶液变红；2Cl^－＋2H₂OCl₂↑＋H₂↑＋2OH^－（4）NH₃

试题分析：（1）首先向溶液中加入NaOH溶液，发生反应：Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓除去Mg²⁺；,然后向溶液中加入BaCl₂溶液发生反应：Ba²⁺+SO₄^2-= BaSO₄↓，除去SO₄^2-；最后加入Na₂CO₃ ，发生反应Ca²⁺+ CO₃^2-= CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-= BaCO₃↓，将原来溶液中的Ca²⁺及过量的沉淀试剂的Ba²⁺沉淀除去。加入下列沉淀剂的顺序是B、C、A。也可以是首先向溶液中加入BaCl₂溶液发生反应：Ba²⁺+SO₄^2-= BaSO₄↓，除去SO₄^2-；然后向溶液中加入NaOH溶液，发生反应：Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓除去Mg²⁺；,最后加入Na₂CO₃发生反应Ca²⁺+CO₃^2-= CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-= BaCO₃↓，将原来溶液中的Ca²⁺及过量的沉淀试剂的Ba²⁺沉淀除去。加入下列沉淀剂的顺序是C、B、A。
（2）过滤后溶液中含有过量的NaOH、Na₂CO₃。这时向溶液中加入盐酸，发生反应：H⁺+ OH^－= H₂O； CO₃^2－+2H⁺=CO₂↑+H₂O；因此将滤液的pH调至酸性除去的离子是CO₃^2-和OH^-。
（3）在电极食盐水的装置中，与电源正极相连的Y电极为阳极，由于阴离子Cl^-、OH^-的放电能力Cl^-＞OH^-。所以在电极Y上发生的反应为：2Cl^—--2e-=Cl₂↑; 与电源负极相连的X电极为阴极，由于阳离子H⁺、Na⁺的放电能力H⁺＞Na⁺。所以在电极X上发生的反应为：2H⁺+2e-=H₂↑;由于H⁺不断放电消耗，破坏了附近的水的电离平衡，水会继续电离直至达到新的平衡状态，最终导致附近的溶液中C(OH^－)＞C(H⁺),因此滴入几滴酚酞溶液后，在X电极附近溶液变为红色。电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl^－＋2H₂OCl₂↑＋H₂↑＋2OH^－。
（4）发生反应后的母液中含有大量的NH₄Cl,若向分离出NaHCO₃晶体后的母液中加入过量生石灰，会发生反应CaO+ H₂O= Ca(OH)₂，Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+ 2H₂O。其中可以循环使用的气体是NH₃。