Question

海水蕴含着丰富的资源．在化学实验室里模拟从海水中提取重要的工业原料时，设计了以下操作流程：

请回答以下问题：
（1）在所提供的试剂中选择：试剂B是

①

①Na₂CO₃②BaCl₂③稀盐酸
（2）操作b中用到的主要仪器为酒精灯、

蒸发皿

、三脚架和玻璃棒．

（3）利用所得的氯化钠制氯气和氢气，并检验氯气的氧化性和测定产生氢气的体积．试按上图所给仪器，设计一套能完成以上实验目的装置，仪器接口的正确连接顺序是：
A接

G

，

F

接

H

；B接

D

，

E

接

C

．
（4）电解氯化钠溶液时的离子方程式为

2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

；
（5）若装入的饱和食盐水为75mL，接通电源一段时间，停止通电后，测得氢气为8.4mL（标准状况）．将U形管内的溶液混合均匀，其pH约为

12

．（假设电解前后溶液体积变化可忽略不计，产生的气体全部逸出）

Answer 1

分析：（1）根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
（2）氯化钠溶液通过蒸发结晶得到氯化钠，根据蒸发需要的仪器为：酒精灯、蒸发皿、三脚架和玻璃棒；
（3）根据实验的目的和装置的作用来连接装置；
（4）根据氯气能与氢氧化钠反应的化学方程式来解答；
（5）根据反应物、产物写出相应的电解方程式；
（6）根据电解饱和食盐水的方程式：利用公式C=

n

V

来计算NaOH的物质的量浓度，然后求出氢离子的浓度，最后求出PH；
（7）根据排水法测量气体体积的方法来解答．

解答：解：（1）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，故答案为：①；
（2）氯化钠溶液通过蒸发结晶得到氯化钠，蒸发需要的仪器为酒精灯、蒸发皿、三脚架和玻璃棒，故答案为：蒸发皿；
（3）产生的氢气的体积用排水量气法，导管是短进长出，所以A接G，用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时，导管要长进短出，所以B接D，氯气要进行尾气处理，即E接C，故答案为：G、F、H、D、E、C；
（4）氯气能与氢氧化钠反应Cl₂+NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，离子方程式为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）通过以上分析知，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠，方程式为：2NaCl+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
因电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，当产生的H₂的体积为8.4mL即0.000375mol时，生成氢氧化钠的物质的量为0.00075mol，所以溶液中NaOH的物质的量浓度=

0.00075

0.075

═0.01mol/L，所以氢离子的浓度为

1×10-14

0.01

=1×10^-12mol/L，PH=12，故答案为：12．

点评：本题主要考查了粗盐的提纯、电解饱和食盐水的操作，要掌握实验的原理和操作方法，培养了学生解决问题的能力．