Question

14．氯元素（Cl）是最重要的“成鹽元素”，主要以NaCl的形式存在于海水和陸地的鹽礦中．食鹽不僅是人體必需的物質(zhì)，而且是重要的化工原料，從海水中提取氯并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的圖1所示如下．

（1）粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)、精制后可得飽和NaCl溶液．精制時(shí)通常在溶液中依次加入的試劑及操作正確的是AC；
A．過(guò)量的BaCl₂→過(guò)量NaOH→過(guò)量Na₂CO₃→過(guò)濾→過(guò)量HCl
B．過(guò)量的NaOH→過(guò)量Na₂CO₃→過(guò)量BaCl₂過(guò)濾→過(guò)量HCl
C．過(guò)量的BaCl₂→過(guò)量Na₂CO₃→過(guò)量NaOH 過(guò)濾→過(guò)量HCl
D．過(guò)量的NaOH→過(guò)量 BaCl₂→過(guò)量Na₂CO₃過(guò)量HCl→過(guò)濾
寫出加入鹽酸后可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式H⁺+OH^-=H₂O、2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑．   
（2）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氫氣、氯氣．
圖2是電解飽和食鹽水裝置的一部分，請(qǐng)將裝置補(bǔ)充完整，
并標(biāo)出陰陽(yáng)極和通電時(shí)溶液中離子移動(dòng)的方向．
陰極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑；；反應(yīng)類型還原反應(yīng)（填氧化或還原反應(yīng)），總電極反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO₂共熱可制取Cl₂．
①如圖3的收集Cl₂的裝置正確的是C；

②檢驗(yàn)是否有氯氣生成可采用的方法是CD；
A．用干燥的藍(lán)色石蕊試紙               B．用干燥的有色布條
C．用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試               D．將氣體通入硝酸銀溶液
③將制得的Cl₂與Ca（OH）₂充分反應(yīng)，可制得漂粉精，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過(guò)過(guò)濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過(guò)量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過(guò)量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)電解原理、電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理將圖1補(bǔ)充完整，然后寫出電極反應(yīng)、電極總反應(yīng)方程式；
（3）①依據(jù)氯氣物理性質(zhì)（氯氣是一種密度大于空氣，可溶于水的有毒氣體）和裝置特點(diǎn)解答；
②氯氣具有強(qiáng)氧化性，但是氯氣不能使干燥的有色布條褪色，必須與濕潤(rùn)的有色布條，可以用硝酸銀溶液、濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)氯氣，據(jù)此進(jìn)行解答；
③氯氣能夠與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，據(jù)此可制得漂粉精．

解答 解：（1）要先除硫酸根離子，然后再除鈣離子，Na₂CO₃可以除去過(guò)量的鋇離子，否則過(guò)量的鋇離子不能完全除盡，至于加NaOH除去鎂離子順序不受限制，可放在加入BaCl₂之前或之后，因?yàn)檫^(guò)量的NaOH加HCl就可以調(diào)節(jié)了，只要將三種離子完全除去，過(guò)濾即可，最后加HCl除去過(guò)量的氫氧根離子碳酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：，所以正確的操作順序?yàn)椋哼^(guò)量的BaCl₂→過(guò)量NaOH→過(guò)量Na₂CO₃→過(guò)濾→過(guò)量HCl或過(guò)量的BaCl₂→過(guò)量Na₂CO₃→過(guò)量NaOH 過(guò)濾→過(guò)量HCl，
故答案為：AC； H⁺+OH^-=H₂O、2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑；
（2）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿和氫氣、氯氣，電極為惰性電極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，電解過(guò)程中，陽(yáng)極氯離子失去電子生成氯氣，陰極水電離的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，電極總反應(yīng)為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，據(jù)此將圖補(bǔ)充完整為：，
故答案為：；2H⁺+2e^-=H₂↑；還原反應(yīng)；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
 （3）①A、導(dǎo)氣管位置正確，因?yàn)槁葰獗瓤諝庵赜孟蛏吓艢夥椒ǎ�但只有進(jìn)氣口，無(wú)出氣口，無(wú)法排出氣體，故A錯(cuò)誤；
B、此裝置是用來(lái)收集比空氣輕的氣體，若收集氯氣，需要短進(jìn)長(zhǎng)出，故B錯(cuò)誤；
C、裝置長(zhǎng)進(jìn)短出可以收集比空氣重的氣體氯氣，剩余的氯氣有毒需要用氫氧化鈉溶液吸收，為防止倒吸，用倒扣在水面的漏斗，符合要求，故C正確；
D、氯氣通入NaOH溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)．氯氣被氫氧化鈉吸收，不能收集到氯氣，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；                                      
②A、氯氣在干燥的石蕊試紙上不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以試紙不會(huì)變色，無(wú)法檢驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；
B、氯氣要在濕潤(rùn)的環(huán)境下才能反應(yīng)生成HClO，次氯酸使有色布條褪色，所以無(wú)法用干燥的有色布條檢驗(yàn)氯氣，故B錯(cuò)誤；
C、用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試，氯氣能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì)，使試紙變藍(lán)，可以檢驗(yàn)氯氣，故C正確；
D、將氣體通入硝酸銀溶液，氯氣與水反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸，氯化氫電離出氯離子，能夠與硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，據(jù)此可以檢驗(yàn)氯氣，故D正確；
故答案為：CD；                                    
③氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的分離與提純、氯氣的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用，題目難度中等，試題題量較大，綜合性較強(qiáng)，注意掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)，充分考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．