Question

以食鹽為原料的有關(guān)化工生產(chǎn)的過程如圖所示：

（1）為除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-，得到純凈的NaCl晶體，需加入以下試劑：a．過量的NaOH溶液；b．過量的Na₂CO₃溶液；c．適量的鹽酸；d．過量的BaCl₂溶液．正確的加入順序是

 

，還缺少的操作步驟是

 

和

 

．
（2）將濾液的pH值調(diào)至酸性除去的離子是

 

，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的工業(yè)又稱為

 

工業(yè)，若用惰性電極電解200mL 1.5mol?L^-1食鹽水，當(dāng)電解2min時，兩極共收集到448mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），假設(shè)電解前后溶液的體積不變，則電解后該溶液的pH為

 

．
（4）若向分離出NaHCO₃晶體后的母液中加入過量生石灰，則可獲得一種可以循環(huán)使用的物質(zhì)，其化學(xué)式是

 

．
（5）純堿在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用，列舉一種純堿的應(yīng)用

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,海水資源及其綜合利用

專題：實驗設(shè)計題

分析：流程分析可知，粗鹽水加入沉淀劑過濾得到濾液，加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH至酸性，加熱蒸發(fā)得到飽和食鹽水，電解生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，加入碳酸銨反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨溶液，碳酸氫鈉晶體加熱分解得到碳酸鈉，母液中加入過量生石灰生成氨氣回收循環(huán)使用；
（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）將濾液的pH值調(diào)至酸性，目的是除去粗鹽提純過程中加入的鹽酸，和少量碳酸鈉；
（3）電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)，結(jié)合反應(yīng)過程和電極反應(yīng)，計算溶液中氫離子濃度得到溶液pH；
（4）若向分離出NaHCO₃晶體后的母液中加入過量生石灰，和氯化銨反應(yīng)生成氨氣，可以循環(huán)使用；
（5）依據(jù)純堿的性質(zhì)分析應(yīng)用．

解答： 解：（1）鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過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，這樣碳酸鈉會除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，在進(jìn)行過濾，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，通過蒸發(fā)結(jié)晶得到純凈的NaCl晶體，所以正確的順序為：②加過量的氫氧化鈉溶液；　⑤加過量的氯化鋇溶液； ④加過量的碳酸鈉溶液；�、龠^濾；�、奂舆m量鹽酸；上述步驟的正確順序為adbc，缺少的步驟為過濾、蒸發(fā)結(jié)晶；
故答案為：adbc；過濾；蒸發(fā)結(jié)晶；
（2）將濾液的pH值調(diào)至酸性，目的是除去粗鹽提純過程中加入的鹽酸，和少量碳酸鈉；除去的離子是OH^-，CO₃^2-；反應(yīng)的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O，CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
故答案為：OH^-，CO₃^2-；H⁺+OH^-=H₂O，CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
（3）以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的工業(yè)又稱為氯堿工業(yè)；若用惰性電極電解200mL 1.5mol?L^-1食鹽水，n（NaCl）=0.2L×1.5mol/L=0.3mol，當(dāng)電解2min時，兩極共收集到448mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），n=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，生成氫氣為0.01mol，溶液中增加氫氧根離子物質(zhì)的量為0.02mol，假設(shè)電解前后溶液的體積不變，

0.02mol

0.2L

=0.1mol/mol，氫氧根離子濃度=結(jié)合離子積常數(shù)計算得到溶液中氫離子濃度=

10-14

0.1

=10^-13mol/L，則電解后該溶液的pH為13；
故答案為：氯堿；13；
（4）若向分離出NaHCO₃晶體后的母液中加入過量生石灰，反應(yīng)生成的氫氧化鈣和氯化銨反應(yīng)生成氨氣，可以循環(huán)使用，故答案為：NH₃；
（5）純堿在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用，水溶液中水解顯堿性，可以去除油污，故答案為：去除油污．

點評：本題考查了流程分析判斷，物質(zhì)分離制備方法，電極原理的分析計算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．