Question

7．某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1操作流程來(lái)除去混在氯化鈉固體中的少量硫酸鈉和氯化鈣．

（1）試劑A是BaCl₂或Ba（OH）₂．操作a得到的濾渣的成分是CaCO₃、BaCO₃和BaSO₄．
（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．該同學(xué)想利用上述得到的氯化鈉設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)電解飽和食鹽水，并檢驗(yàn)氯氣的氧化性和測(cè)定所產(chǎn)生的氫氣的體積（約8mL）．

（3）試從圖2中選用幾種必要的儀器，連成一整套裝置，各種儀器接口的連接順序（填編號(hào)）是：A接G，F(xiàn)接I；B接D，E接C；
（4）鐵棒上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e?=H₂↑；
（5）若裝入的飽和食鹽水為75mL（電解前后溶液體積變化可忽略，假設(shè)兩極產(chǎn)生的氣體全部逸出），當(dāng)測(cè)得氫氣為8.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)停止通電．將U形管內(nèi)的溶液倒入燒杯，其pH約為12．

Answer 1

分析 氯化鈉固體中的少量硫酸鈉和氯化鈣加水溶解，加氯化鋇（A）除去硫酸根離子，在加過(guò)量的碳酸鈉（B）除去多余的鋇離子，過(guò)濾去除沉淀，加鹽酸調(diào)節(jié)pH，除去多余的碳酸根離子，得到氯化鈉溶液，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉晶體，
（1）欲除去溶液I中的CaCl₂、Na₂SO₄，則用BaCl₂或Ba（OH）₂除掉硫酸鈉；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)的溶解性分析沉淀的物質(zhì)；
（2）根據(jù)蒸發(fā)操作確定儀器；
（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)圖可知，由于鐵為活性電極，所以鐵只能做陰極，碳為陽(yáng)極，電解飽和食鹽水，陽(yáng)極上陰離子放電，陰極上陽(yáng)離子放電，以此來(lái)解答；
（5）根據(jù)電解飽和食鹽水的方程式：利用公式C=$\frac{n}{V}$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；

解答 解：氯化鈉固體中的少量硫酸鈉和氯化鈣加水溶解，加氯化鋇（A）除去硫酸根離子，在加過(guò)量的碳酸鈉（B）除去多余的鋇離子，過(guò)濾去除沉淀，加鹽酸調(diào)節(jié)pH，除去多余的碳酸根離子，得到氯化鈉溶液，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉晶體；
（1）欲除去溶液I中的CaCl₂、Na₂SO₄，則用BaCl₂或Ba（OH）₂除掉硫酸鈉，用碳酸鈉除掉氯化鈣與多余的氯化鋇；氯化鋇和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，故過(guò)濾后得到的沉淀成分有CaCO₃、BaCO₃ 和BaSO₄；
故答案為：BaCl₂或Ba（OH）₂；CaCO₃、BaCO₃ 和BaSO₄；
（2）蒸發(fā)操作需要儀器酒精燈、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，氫氣的體積（約8mL），所以需要用10mL的量筒，導(dǎo)管是短進(jìn)長(zhǎng)出，所以A接G，F(xiàn)接I，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、I；D、E、C；
（4）根據(jù)圖可知，由于鐵為活性電極，所以鐵只能做陰極，碳為陽(yáng)極，電解飽和食鹽水，陽(yáng)極上陰離子放電，陰極上陽(yáng)離子放電，陰極上發(fā)生：2H⁺+2e?→H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e?=H₂↑；
（5）因電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當(dāng)產(chǎn)生的H₂的體積為8.4mL即0.000375mol時(shí)，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.00075mol，所以溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.00075}{0.075}$═0.01mol/L，所以氫離子的濃度為$\frac{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．