2.1 海水中的氯 第1课时（导学案）化学沪科版必修第一册

2.1 海水中的氯 第1课时 第1课时 粗盐提纯 电解饱和食盐水 一、知识目标 1.了解从海水中提取食盐的“盐田法”，学会用化学沉淀法进行粗盐提纯。 2.知道电解饱和食盐水的简单原理，掌握其电极反应式、总反应式，了解氯碱工业的概念、生产流程及产品应用。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识粗盐提纯和电解饱和食盐水的现象和过程，从微观角度理解其中离子的反应和变化。 2.证据推理与模型认知：通过对粗盐提纯和电解饱和食盐水实验现象的分析推理，建立相关的化学模型，理解化学原理。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究粗盐提纯和电解饱和食盐水，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学学习中的重要性。 一、学习重点 1.粗盐提纯的实验方案。 2.电解饱和食盐水的原理及相关化学方程式的书写。 二、学习难点 1.粗盐提纯中试剂的选择和加入顺序。 2.电解饱和食盐水过程中离子交换膜的作用。 一、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐中可溶性杂质的去除 原理：__________________________________。  2.蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质，可用化学方法除去，净化过程如下： 过程 化学方程式或溶质 向溶液中加过量BaCl2溶液 __________________________________ 加过量的Na2CO3溶液 __________________________________ 加过量NaOH溶液 __________________________________ 过滤 　滤液中的溶质有________________________  加足量盐酸 蒸发 __________________________________ 二、氯碱工业——电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气 （1）原理：在食盐水的电解过程中，由于阴极区H+浓度变小，OH—浓度不断增大，生成的OH—向阳极移动，会和阳极产生的氯气发生反应Cl2 +2NaOH =NaCl + NaClO + H2O，另外阳极产生的氯气和阴极产生的氢气会发生反应生成氯化氢，为阻止OH—向阳极移动，同时避免生成的氢气和氯气接触，工业上通常离子交换膜将两极分开，使用的离子交换膜是__________________，它只允许_________通过，能阻止_________通过，这样既避免了Cl2与H2混合光照下发生爆炸，又防止了Cl2与NaOH溶液的反应，从而得到烧碱、氯气和氢气。 （2）两极室放入的原料：阳极室是__________________；阴极室是__________________。 （3）阴极：有__________________产生，滴加酚酞——变_________ 阳极：有__________________的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变 _________ （4）电极反应式 阳极反应式：__________________ 阴极反应式：__________________ （5）总反应方程式：____________________________________ （一）问题探究 1.盐田法海水制盐及粗盐成分分析 问题：盐田法提取食盐的过程是怎样的？粗盐中除了我们熟悉的，还可能含有哪些杂质离子？ 对应训练1：盐田法海水制盐过程中，引入蒸发池的海水（ ） A. 只含有氯化钠 B. 含有氯化钠和少量杂质 C. 不含有任何杂质 D. 只含有水和氯化钠 对应训练2：粗盐中含有的杂质离子不包括（ ） A. B. C. D. 2.粗盐提纯的试剂选择及原理 问题：加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。 对应训练1：在粗盐提纯中，除去应选用的试剂是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 稀盐酸 对应训练2：加入溶液不能除去的杂质离子是（ ） A. B. C. D. 以上都不是 3.粗盐提纯的操作及相关问题探讨 问题：粗盐提纯的三步操作（溶解、过滤、蒸发）中都用到了玻璃棒，其作用是否相同？某同学做粗盐提纯实验时，发现过滤两次以后，滤液仍然浑浊，你认为造成这一现象的原因可能有哪些？在粗盐提纯实验中，经过滤和蒸发能使哪些杂质从混合物中分离？这样得到的食盐就是纯净物了吗？实验中，制得的精盐往往比理论值偏小，你认为可能的原因有哪些？ 对应训练1：粗盐提纯的三步操作中，玻璃棒作用相同的两步是（ ） A. 溶解和过滤 B. 溶解和蒸发 C. 过滤和蒸发 D. 以上都不对 对应训练2：下列不会导致过滤后滤液浑浊的是（ ） A. 滤纸破损 B. 过滤时液面低于滤纸边缘 C. 过滤时液面高于滤纸边缘 D. 接收滤液的烧杯不干净 4.电解饱和食盐水的实验探究 问题：请描述电解饱和食盐水的实验步骤。电解过程中，阳极和阴极分别会出现什么现象？如何检验阳极和阴极的产物？ 对应训练1：在电解饱和食盐水实验中，能使湿润的淀粉 - 试纸变蓝的电极是（ ） A. 阳极 B. 阴极 C. 可能是阳极也可能是阴极 D. 以上都不对 对应训练2：电解饱和食盐水时，阴极产生的气体是（ ） A. B. C. D. 5.电解饱和食盐水的原理及氯碱工业 问题：写出电解饱和食盐水的阳极反应式、阴极反应式和总反应式。氯碱工业的概念是什么？电解饱和食盐水要解决的主要问题是什么，如何解决？阳离子交换膜在氯碱工业中有什么作用？ 对应训练1：电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是（ ） A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 既不是氧化反应也不是还原反应 D. 无法判断 对应训练2：下列关于氯碱工业中阳离子交换膜的说法错误的是（ ） A. 能传导溶液中的阳离子 B. 阻止阴离子通过 C. 阻止气体分子通过 D. 能让自由通过 （二）归纳总结 1.粗盐的提纯 盐田法海水制盐流程：海水→蒸发池→结晶池→粗盐 + 母液 化学沉淀法提纯 试剂及作用：：除；：除；：除和；稀盐酸：除和 主要操作：溶解、过滤、蒸发 玻璃棒作用：溶解：搅拌，加速溶解；过滤：引流；蒸发：搅拌，防止液体飞溅 常见问题及原因：滤液浑浊：液面高于滤纸边缘、滤纸破损、烧杯不干净等；精盐比理论值偏小：溶解不完全、液体溅出、蒸发飞溅、转移不完全等 2.电解饱和食盐水 实验探究 装置：形管、电极、电源等 现象：阳极：刺激性气味气体，湿润淀粉 - 试纸变蓝；阴极：有气泡，加酚酞变红 反应过程：阳极：；阴极：；总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 氯碱工业 概念：电解饱和食盐水的工业生产 原理：、移向阳极，放电；、移向阴极，放电 解决问题及方法：避免与反应：阳离子交换膜；避免和混合爆炸：阳离子交换膜 生产流程：阳离子交换膜电解槽 产品及应用：氯气：含氯漂白剂、有机合成等；氢气：有机合成等；氢氧化钠：玻璃、肥皂等 （三）例题分析 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去、和，所用试剂包括以及(　　) A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 2. 用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等)，粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒 B. 步骤②所加溶液和步骤④所加溶液的顺序可以调换 C. 步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的和 D. 该提纯过程未涉及氧化还原反应 3. 氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是 A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料 B．用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝 C．阴极产生气体具有可燃性 D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用试纸检验，溶液呈中性 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去、和，所用试剂包括以及(　　) A.、、 B.、、 C.、、 D.、、 2.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等)，粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒 B. 步骤②所加溶液和步骤④所加溶液的顺序可以调换 C. 步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的和 D. 该提纯过程未涉及氧化还原反应 3.氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是 A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料 B．用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝 C．阴极产生气体具有可燃性 D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用试纸检验，溶液呈中性 4.用如图所示装置电解氯化钠溶液（、是碳棒）。下列判断正确的是 A．电极为正极 B．电极为阳极 C．电极表面发生氧化反应 D．电极表面有氯气生成 5.天原化工厂是我国最早的民族氯碱化工企业之一、下列物质中，不是该厂生产的产品是 A．纯碱 B．盐酸 C．氯气 D．漂白粉 一、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐提纯除去了不溶性杂质，制得的精盐中除了含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质。为了得到更纯的NaCl，设计如下的实验方案： （1）方案1流程： （2）方案2流程 （3）方案3流程 小结： ①碳酸钠的作用：除去粗盐中的CaCl2，同时还要除去加入过量的BaCl2，故Na2CO3必须加在BaCl2后面。 ②稀盐酸的作用：除去过量的NaOH、Na2CO3，故加入足量。 ③若一种药品同时除去MgCl2和Na2SO4，可加入Ba(OH)2。 二、氯碱工业 1．概念 用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2．原理 （1）阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； （2）阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)； 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 考点1 粗盐提纯 1．以下“粗盐提纯”的实验操作中不正确的是（ ） A．量取 B．溶解 C．过滤 D．蒸发 2．为除去粗盐中的泥沙、MgCl2、CaCl2等杂质，可将粗盐溶解于水，再进行下列四步操作：①过滤；②加过量的氢氧化钠溶液；③加过量稀盐酸；④加过量的碳酸钠溶液；⑤蒸发。正确的操作顺序是（ ） A．④③①②⑤ B．②④③①⑤ C．②④①③⑤ D．④②③①⑤ 3．有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：则甲、乙、丙三种溶液可能是( ) A．BaCl2、H2SO4、MgCl2 B．BaCl2、HCl、Na2SO4 C．CaCl2、HNO3、NaCl D．CaCl2、HNO3、BaCl2 4．粗盐水经过滤后仍含有少量SO42-、Mg2+、Ca2+等杂质离子。为除掉这些杂质离子，常采用以下实验步骤： ①加入过量BaCl2溶液，沉淀后过滤； ②在步骤①所得滤液中加入过量NaOH溶液，沉淀后过滤； ③在步骤②所得滤液中加入过量Na2CO3溶液，沉淀后过滤； ④在步骤③所得滤液中加入适量盐酸，即可得到纯净的NaCl溶液。 请回答： （1）步骤①中加入BaCl2溶液的目的是除去_____(填“SO42-”“Mg2+”或“Ca2+”)。 （2）步骤②中加入NaOH溶液必须过量，其目的是___________。 （3）步骤③发生反应的离子方程式为________________、Ba2++CO32-=BaCO3↓。 5．现有 NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3 晶体，相应的实验流程如图所示。 （1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂 X___________，沉淀 A_________。 （2）上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是______________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是___________。 （3）上述实验流程中加入过量 Na2CO3 溶液的目的是_____________。 （4）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_________________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的_________________(填化学式)。 考点2 电解饱和食盐水 6．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是 A．电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂 B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成 C．与电源负极相连的电极上有氯气生成 D．电解饱和食盐水的过程中Na+的浓度减小 7．天原化工厂是我国最早的民族氯碱化工企业之一、下列物质中，不是该厂生产的产品是 A．纯碱 B．盐酸 C．氯气 D．漂白粉 8．下列能验证电解饱和食盐水溶液(含酚酞)产物的装置是 A． B． C． D． 9．降低能耗是氯碱工业发展的方向。氯碱工业示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该装置a处获得，b处获得 B．该装置中透过阳离子交换膜向N极区移动 C．该装置中c处一侧流出的是淡盐水 D．电解饱和食盐水的离子方程式是： / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 海水中的氯 第1课时 第1课时 粗盐提纯 电解饱和食盐水 一、知识目标 1.了解从海水中提取食盐的“盐田法”，学会用化学沉淀法进行粗盐提纯。 2.知道电解饱和食盐水的简单原理，掌握其电极反应式、总反应式，了解氯碱工业的概念、生产流程及产品应用。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识粗盐提纯和电解饱和食盐水的现象和过程，从微观角度理解其中离子的反应和变化。 2.证据推理与模型认知：通过对粗盐提纯和电解饱和食盐水实验现象的分析推理，建立相关的化学模型，理解化学原理。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究粗盐提纯和电解饱和食盐水，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学学习中的重要性。 一、学习重点 1.粗盐提纯的实验方案。 2.电解饱和食盐水的原理及相关化学方程式的书写。 二、学习难点 1.粗盐提纯中试剂的选择和加入顺序。 2.电解饱和食盐水过程中离子交换膜的作用。 一、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐中可溶性杂质的去除 原理：　用化学方法除去可溶性杂质　。  2.蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质，可用化学方法除去，净化过程如下： 过程 化学方程式或溶质 向溶液中加过量BaCl2溶液 　Na2SO4+BaCl22NaCl+BaSO4↓　  加过量的Na2CO3溶液 　Na2CO3+BaCl22NaCl+BaCO3↓　  　Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓　  加过量NaOH溶液 　MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)2↓　  过滤 　滤液中的溶质有NaCl、NaOH、Na2CO3  加足量盐酸 蒸发 　NaOH+HClNaCl+H2O　  　Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑　  二、氯碱工业——电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气 （1）原理：在食盐水的电解过程中，由于阴极区H+浓度变小，OH—浓度不断增大，生成的OH—向阳极移动，会和阳极产生的氯气发生反应Cl2 +2NaOH =NaCl + NaClO + H2O，另外阳极产生的氯气和阴极产生的氢气会发生反应生成氯化氢，为阻止OH—向阳极移动，同时避免生成的氢气和氯气接触，工业上通常离子交换膜将两极分开，使用的离子交换膜是阳离子交换膜，它只允许阳离子(如Na＋)通过，能阻止阴离子(如Cl－)及分子(如Cl2)通过，这样既避免了Cl2与H2混合光照下发生爆炸，又防止了Cl2与NaOH溶液的反应，从而得到烧碱、氯气和氢气。 （2）两极室放入的原料：阳极室是精制后的饱和食盐水；阴极室是稀的NaOH溶液。 （3）阴极：有 无色、无味气泡 产生，滴加酚酞——变 红 阳极：有黄绿色、刺激性气味 的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变 蓝 （3）电极反应式 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ （4）总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ （一）问题探究 1.盐田法海水制盐及粗盐成分分析 问题：盐田法提取食盐的过程是怎样的？粗盐中除了我们熟悉的，还可能含有哪些杂质离子？ 答案：盐田法提取食盐的过程为，先将海水（或海边地下卤水）引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，导入结晶池，再晒就会逐渐析出食盐来，这时得到的晶体就是常见的“粗盐”，剩余的液体称为母液（也称“苦卤”）。粗盐中除了、，还含有、、等杂质离子。 对应训练1：盐田法海水制盐过程中，引入蒸发池的海水（ ） A. 只含有氯化钠 B. 含有氯化钠和少量杂质 C. 不含有任何杂质 D. 只含有水和氯化钠 答案：B 讲解：海水中本身就含有多种物质，引入蒸发池的海水除了水和氯化钠，还含有少量其他杂质，A、C、D选项错误，B选项正确。 对应训练2：粗盐中含有的杂质离子不包括（ ） A. B. C. D. 答案：C 讲解：粗盐中常见的杂质离子有、、等，一般不包含，所以答案选C。 2.粗盐提纯的试剂选择及原理 问题：加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。 答案：加入过量的溶液的作用是使杂质中的全部转化为沉淀而被除去，反应的化学方程式为。加入过量的溶液的作用是使杂质中的全部转化为沉淀而被除去，反应的化学方程式为。加入过量的溶液的作用：一是将杂质中的全部转化为沉淀而被除去；二是除去引入的新杂质，使其全部转化为沉淀而被除去。反应的化学方程式分别为，。 对应训练1：在粗盐提纯中，除去应选用的试剂是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 稀盐酸 答案：B 讲解：除去需要用能与反应生成沉淀的试剂，溶液中的能与反应生成沉淀，所以选B。 对应训练2：加入溶液不能除去的杂质离子是（ ） A. B. C. D. 以上都不是 答案：C 讲解：溶液能与反应生成沉淀，与反应生成沉淀，但不能与反应生成沉淀除去，所以答案选C。 3.粗盐提纯的操作及相关问题探讨 问题：粗盐提纯的三步操作（溶解、过滤、蒸发）中都用到了玻璃棒，其作用是否相同？某同学做粗盐提纯实验时，发现过滤两次以后，滤液仍然浑浊，你认为造成这一现象的原因可能有哪些？在粗盐提纯实验中，经过滤和蒸发能使哪些杂质从混合物中分离？这样得到的食盐就是纯净物了吗？实验中，制得的精盐往往比理论值偏小，你认为可能的原因有哪些？ 答案：不相同。溶解时玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解；过滤时玻璃棒的作用是引流，防止液体冲破滤纸；蒸发时玻璃棒的作用是搅拌，防止液体因受热不均匀而溅出。造成滤液浑浊的原因可能有：①过滤时液面高于滤纸边缘；②滤纸破损；③接收滤液的烧杯不干净（合理答案均可）。经溶解、过滤后只是将不溶性杂质如泥沙等除去，然后蒸发水分得到较纯净的精盐，而其中的可溶性杂质如、、等无法分离，因而得到的食盐不属于纯净物。原因可能有：①溶解过程中食盐未完全溶解；②过滤时液体溅出；③蒸发时造成液体或固体飞溅；④器皿上沾有的精盐没全部转移到称量纸上（合理答案均可）。 对应训练1：粗盐提纯的三步操作中，玻璃棒作用相同的两步是（ ） A. 溶解和过滤 B. 溶解和蒸发 C. 过滤和蒸发 D. 以上都不对 答案：B 讲解：溶解和蒸发时玻璃棒都起到搅拌的作用，只是目的不同，溶解时搅拌是加速溶解，蒸发时搅拌是防止液体因受热不均匀而溅出，所以选B。 对应训练2：下列不会导致过滤后滤液浑浊的是（ ） A. 滤纸破损 B. 过滤时液面低于滤纸边缘 C. 过滤时液面高于滤纸边缘 D. 接收滤液的烧杯不干净 答案：B 讲解：滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、接收滤液的烧杯不干净都会导致滤液浑浊，而过滤时液面低于滤纸边缘是正确的操作，不会导致滤液浑浊，所以选B。 4.电解饱和食盐水的实验探究 问题：请描述电解饱和食盐水的实验步骤。电解过程中，阳极和阴极分别会出现什么现象？如何检验阳极和阴极的产物？ 答案：实验步骤为：①将饱和溶液加入形管中，连接电极和电源，开始电解，观察现象。②将湿润的淀粉 -试纸靠近阳极，观察现象。③往阴极滴加几滴酚酞，观察现象。④断开电源，实验结束。阳极产生刺激性气味气体，湿润的淀粉 -试纸变蓝，说明阳极产物是；阴极有气泡产生，爆鸣实验证明有氢气生成，加酚酞后变红说明有生成。 对应训练1：在电解饱和食盐水实验中，能使湿润的淀粉 - 试纸变蓝的电极是（ ） A. 阳极 B. 阴极 C. 可能是阳极也可能是阴极 D. 以上都不对 答案：A 讲解：阳极发生氧化反应，，能使湿润的淀粉 - 试纸变蓝，所以选A。 对应训练2：电解饱和食盐水时，阴极产生的气体是（ ） A. B. C. D. 答案：B 讲解：阴极发生还原反应，，阴极产生的气体是，所以选B。 5.电解饱和食盐水的原理及氯碱工业 问题：写出电解饱和食盐水的阳极反应式、阴极反应式和总反应式。氯碱工业的概念是什么？电解饱和食盐水要解决的主要问题是什么，如何解决？阳离子交换膜在氯碱工业中有什么作用？ 答案：阳极反应式：；阴极反应式：；总反应式：$2Cl^ - + 2H_2O\xlongequal{电解}Cl_2\uparrow+H_2\uparrow+2OH^ -$。习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。要解决的主要问题：一是避免生成物和混合爆炸；二是避免接触溶液反应，使产品不纯。解决方法是使用离子交换膜。阳离子交换膜的作用：①能传导溶液中的阳离子；②阻止阴离子和气体分子通过。 对应训练1：电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是（ ） A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 既不是氧化反应也不是还原反应 D. 无法判断 答案：A 讲解：阳极发生氧化反应，，失去电子生成，所以选A。 对应训练2：下列关于氯碱工业中阳离子交换膜的说法错误的是（ ） A. 能传导溶液中的阳离子 B. 阻止阴离子通过 C. 阻止气体分子通过 D. 能让自由通过 答案：D 讲解：阳离子交换膜能传导溶液中的阳离子，阻止阴离子和气体分子通过，是阴离子，不能自由通过，所以D选项错误。 （二）归纳总结 1.粗盐的提纯 盐田法海水制盐流程：海水→蒸发池→结晶池→粗盐 + 母液 化学沉淀法提纯 试剂及作用：：除；：除；：除和；稀盐酸：除和 主要操作：溶解、过滤、蒸发 玻璃棒作用：溶解：搅拌，加速溶解；过滤：引流；蒸发：搅拌，防止液体飞溅 常见问题及原因：滤液浑浊：液面高于滤纸边缘、滤纸破损、烧杯不干净等；精盐比理论值偏小：溶解不完全、液体溅出、蒸发飞溅、转移不完全等 2.电解饱和食盐水 实验探究 装置：形管、电极、电源等 现象：阳极：刺激性气味气体，湿润淀粉 - 试纸变蓝；阴极：有气泡，加酚酞变红 反应过程：阳极：；阴极：；总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 氯碱工业 概念：电解饱和食盐水的工业生产 原理：、移向阳极，放电；、移向阴极，放电 解决问题及方法：避免与反应：阳离子交换膜；避免和混合爆炸：阳离子交换膜 生产流程：阳离子交换膜电解槽 产品及应用：氯气：含氯漂白剂、有机合成等；氢气：有机合成等；氢氧化钠：玻璃、肥皂等 （三）例题分析 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去、和，所用试剂包括以及(　　) A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 答案：A 讲解：除去粗盐中的、和，应分别加入碳酸钠除去，加入氢氧化钠除去，加入氯化钡除去，由于加入的氯化钡过量，会引入，则还需要加入碳酸钠除去，所以碳酸钠要在氯化钡之后加入，最后加入盐酸除去过量的碳酸钠和氢氧化钠。B选项中会引入新的杂质；C选项中会引入新的杂质，会引入新的杂质；D选项中会引入新的杂质。所以答案选A。 2. 用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等)，粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒 B. 步骤②所加溶液和步骤④所加溶液的顺序可以调换 C. 步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的和 D. 该提纯过程未涉及氧化还原反应 答案：B 讲解：A. 步骤①溶解、步骤⑤过滤、步骤⑦蒸发均会使用玻璃棒，溶解时搅拌加速溶解，过滤时引流，蒸发时搅拌防止液体受热不均飞溅，A选项正确；B. 若先加碳酸钠，后加氯化钡，过量的氯化钡无法除去，会引入新的杂质，所以步骤②所加溶液（溶液）和步骤④所加溶液（溶液）的顺序不可以调换，B选项错误；C. 步骤⑥加入盐酸，盐酸与过量的反应生成氯化钠和水，与反应生成氯化钠、水和二氧化碳，目的是除去过量的和，C选项正确；D. 该提纯过程中发生的反应均为复分解反应，没有元素化合价的变化，未涉及氧化还原反应，D选项正确。答案选B。 3. 氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是 A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料 B．用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝 C．阴极产生气体具有可燃性 D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用试纸检验，溶液呈中性 答案：D 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去、和，所用试剂包括以及(　　) A.、、 B.、、 C.、、 D.、、 【答案】A 【解析】除去粗盐中的、和，应分别加入碳酸钠除去，加入氢氧化钠除去，加入氯化钡除去，由于加入的氯化钡过量，会引入，则还需要加入碳酸钠除去，所以碳酸钠要在氯化钡之后加入，最后加入盐酸除去过量的碳酸钠和氢氧化钠。B选项中会引入新的杂质；C选项中会引入新的杂质，会引入新的杂质；D选项中会引入新的杂质。所以答案选A。 2.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等)，粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒 B. 步骤②所加溶液和步骤④所加溶液的顺序可以调换 C. 步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的和 D. 该提纯过程未涉及氧化还原反应 【答案】B 【解析】A. 步骤①溶解、步骤⑤过滤、步骤⑦蒸发均会使用玻璃棒，溶解时搅拌加速溶解，过滤时引流，蒸发时搅拌防止液体受热不均飞溅，A选项正确；B. 若先加碳酸钠，后加氯化钡，过量的氯化钡无法除去，会引入新的杂质，所以步骤②所加溶液（溶液）和步骤④所加溶液（溶液）的顺序不可以调换，B选项错误；C. 步骤⑥加入盐酸，盐酸与过量的反应生成氯化钠和水，与反应生成氯化钠、水和二氧化碳，目的是除去过量的和，C选项正确；D. 该提纯过程中发生的反应均为复分解反应，没有元素化合价的变化，未涉及氧化还原反应，D选项正确。答案选B。 3.氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是 A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料 B．用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝 C．阴极产生气体具有可燃性 D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用试纸检验，溶液呈中性 【答案】D 【解析】A. 石墨棒性质稳定，不参与电极反应，可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，A选项正确；B. 阳极发生反应，氯气能使湿润的淀粉试纸变蓝，所以用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝，B选项正确；C. 阴极发生反应，阴极产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，C选项正确；D. 电解饱和食盐水，溶液中有氢氧化钠生成，呈碱性，用试纸检验，溶液呈碱性，D选项错误。答案选D。 4.用如图所示装置电解氯化钠溶液（、是碳棒）。下列判断正确的是 A．电极为正极 B．电极为阳极 C．电极表面发生氧化反应 D．电极表面有氯气生成 【答案】C 【解析】在电解池中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。A. 图中没有电源，不存在正负极，电极是阳极，A选项错误；B.电极是阴极，B选项错误；C.电极是阳极，阳极发生氧化反应，所以电极表面发生氧化反应，C选项正确；D.电极是阴极，阴极发生还原反应，产生氢气，电极表面有氯气生成，D选项错误。答案选C。 5.天原化工厂是我国最早的民族氯碱化工企业之一、下列物质中，不是该厂生产的产品是 A．纯碱 B．盐酸 C．氯气 D．漂白粉 【答案】A 【解析】氯碱工业是通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠，氢气和氯气反应生成氯化氢，溶于水得到盐酸，氯气和氢氧化钙反应生成漂白粉。而纯碱（碳酸钠）的生产一般采用联合制碱法等，不是氯碱工业的产品。所以答案选A。 一、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐提纯除去了不溶性杂质，制得的精盐中除了含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质。为了得到更纯的NaCl，设计如下的实验方案： （1）方案1流程： （2）方案2流程 （3）方案3流程 小结： ①碳酸钠的作用：除去粗盐中的CaCl2，同时还要除去加入过量的BaCl2，故Na2CO3必须加在BaCl2后面。 ②稀盐酸的作用：除去过量的NaOH、Na2CO3，故加入足量。 ③若一种药品同时除去MgCl2和Na2SO4，可加入Ba(OH)2。 二、氯碱工业 1．概念 用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2．原理 （1）阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； （2）阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)； 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 考点1 粗盐提纯 1．以下“粗盐提纯”的实验操作中不正确的是（ ） A．量取 B．溶解 C．过滤 D．蒸发 【答案】C 【解析】A、用量筒量取液体时，视线要与凹液面最低处齐平，此选项正确； B、在烧杯中溶解，且用玻璃棒搅拌可以加速溶解，此选项正确； C、过滤时要用玻璃棒引流，此选项错误； D、蒸发时用蒸发皿盛装滤液，并用玻璃棒不断地搅拌，防止因局部温度过高造成液滴飞溅，此选项正确。 故选：C。 2．为除去粗盐中的泥沙、MgCl2、CaCl2等杂质，可将粗盐溶解于水，再进行下列四步操作：①过滤；②加过量的氢氧化钠溶液；③加过量稀盐酸；④加过量的碳酸钠溶液；⑤蒸发。正确的操作顺序是（ ） A．④③①②⑤ B．②④③①⑤ C．②④①③⑤ D．④②③①⑤ 【答案】C 【解析】粗盐中含泥沙、MgCl2、CaCl2等杂质，氯化镁用过量的氢氧化钠与之反应形成沉淀，氯化钙用过量碳酸钠与之反应形成沉淀，全部沉淀后过滤可除去泥沙、氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀，溶质为氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠，氢氧化钠和碳酸钠均可以与稀盐酸反应生成氯化钠，此时加入过量的稀盐酸，与之反应，则溶质为NaCl和HCl，HCl易挥发，蒸发过程中会全部挥发到空气中而除尽。所以顺序为②④①③⑤，故选C。 3．有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：则甲、乙、丙三种溶液可能是( ) A．BaCl2、H2SO4、MgCl2 B．BaCl2、HCl、Na2SO4 C．CaCl2、HNO3、NaCl D．CaCl2、HNO3、BaCl2 【答案】B 【解析】A．向碳酸钠溶液中加入氯化钡溶液生成碳酸钡白色沉淀，再加入过量的硫酸，应该生成硫酸钡沉淀，所以不会看到沉淀溶解，A错误； B．向碳酸钠溶液中加入氯化钡溶液生成碳酸钡白色沉淀，再加入过量的盐酸，生成氯化钡、水和二氧化碳气体，向溶液中加入硫酸钠溶液，会生成硫酸钡白色沉淀，B正确； C．向碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液生成碳酸钙白色沉淀，再加入过量的硝酸，该生成硝酸钙、水和二氧化碳气体，再加入氯化钠溶液没有反应，不会生成沉淀，C错误； D．向碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液生成碳酸钙白色沉淀，再加入过量的硝酸，该生成硝酸钙、水和二氧化碳气体，再加入氯化钡溶液没有反应，不会生成沉淀，D错误； 答案选B。 4．粗盐水经过滤后仍含有少量SO42-、Mg2+、Ca2+等杂质离子。为除掉这些杂质离子，常采用以下实验步骤： ①加入过量BaCl2溶液，沉淀后过滤； ②在步骤①所得滤液中加入过量NaOH溶液，沉淀后过滤； ③在步骤②所得滤液中加入过量Na2CO3溶液，沉淀后过滤； ④在步骤③所得滤液中加入适量盐酸，即可得到纯净的NaCl溶液。 请回答： （1）步骤①中加入BaCl2溶液的目的是除去_____(填“SO42-”“Mg2+”或“Ca2+”)。 （2）步骤②中加入NaOH溶液必须过量，其目的是______。 （3）步骤③发生反应的离子方程式为______、Ba2++CO32-=BaCO3↓。 【答案】（1）SO42- （2）保证Mg2+能完全沉淀 （3）Ca2++CO32-=CaCO3↓ 【解析】（1）粗盐中含有杂质硫酸根离子，步骤①中加入BaCl2溶液的目的是除去SO42-； （2）步骤②中加入NaOH溶液必须过量，其目的是将滤液中的Mg2+除尽； （3）步骤①中加入BaCl2过量，进行步骤②之后，溶液中含有Ba2+、Ca2+，步骤③加入过量的碳酸钠溶液，可以将氯化钠中的杂质Ca2+及加入的过量的Ba2+除去，发生反应的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓。 5．现有 NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3 晶体，相应的实验流程如图所示。 （1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂 X___________，沉淀 A_________。 （2）上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是______________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是___________。 （3）上述实验流程中加入过量 Na2CO3 溶液的目的是_____________。 （4）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_________________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的_________________(填化学式)。 【答案】（1）AgNO3 BaSO4 （2）过滤 引流 （3）使溶液中的 Ag+、Ba2+完全沉淀 （4）Na2CO3 HNO3 【解析】【分析】NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合物，得到纯净的NaNO3 晶体则要除去硫酸根离子和氯离子，先加过量的氯化钡沉淀硫酸根离子，得到沉淀A为硫酸钡，溶液1中含有氯化钠，硝酸钠和过量的氯化钡；然后在溶液1中加过量的X溶液，根据最终目标物质为硝酸钠，可知加X的目的是沉淀氯离子，则X为硝酸银，沉淀B为氯化银，溶液2中含有硝酸钠，硝酸银和硝酸钡，继续加过量的碳酸钠，将银离子和钡离子转变成沉淀除去，沉淀C为碳酸钡和碳酸银的混合物，溶液3中含有硝酸钠和过量的碳酸钠，应除去碳酸钠后进行结晶操作得到硝酸钠晶体，据此分析解答。 （1）根据以上分析试剂X是为了除去氯离子的硝酸银溶液，沉淀A为氯化钡结合硫酸根离子产生的硫酸钡，故答案为：AgNO3；BaSO4。 （2）实验流程中①②③步均要进行沉淀和溶液的分离，固液分离应采用过滤操作，过滤时要用到玻璃棒引流，故答案为：过滤；引流。 （3）溶液2中含有硝酸银和硝酸钡，加过量的碳酸钠目的是将银离子和钡离子转变成沉淀除去，故答案为：使溶液中的 Ag+、Ba2+完全沉淀。 （4）溶液3中含有硝酸钠和过量的碳酸钠，应除去碳酸钠后进行结晶操作，为不引入杂质离子应用适量的硝酸除去碳酸钠，故答案为：Na2CO3；HNO3。 【点睛】 除杂的基本原则要把握“四原则”“三必须”。 （1）“四原则”是：一不增(提纯过程中不增加新的杂质)；二不减(不减少欲被提纯的物质)；三易分离(被提纯物与杂质容易分离)；四易复原(被提纯物质要复原)。 （2）“三必须”是：一除杂试剂必须过量；二过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)；三除杂途径选最佳。 考点2 电解饱和食盐水 6．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是 A．电解饱和食盐水的工厂要首先将食盐进行除杂 B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成 C．与电源负极相连的电极上有氯气生成 D．电解饱和食盐水的过程中Na+的浓度减小 【答案】A 【解析】 A．电解饱和食盐水的工厂采用的是离子交换膜法，若食盐中混有Mg2+、Ca2+等杂质，在电解过程中会生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀堵塞交换膜，所以电解前要首先将食盐进行除杂，故A正确； B．与电源正极相连的电极为阳极，在阳极上是Cl-失去电子生成氯气，不生成NaOH，故B错误； C．与电源负极相连的电极为阴极，在阴极是水电离产生的H+放电生成H2，故C错误； D．Na+没有参与反应，其物质的量不变，但电解过程中消耗了水，溶液体积减小，Na+的浓度增大，故D错误； 故选A。 7．天原化工厂是我国最早的民族氯碱化工企业之一、下列物质中，不是该厂生产的产品是 A．纯碱 B．盐酸 C．氯气 D．漂白粉 【答案】A 【解析】氯碱工业中电解氯化钠溶液生成烧碱、氯气、氢气，氢气和氯气反应生成氯化氢可以制取盐酸等，氯气和石灰乳生成漂白粉；而纯碱是氯化钠、水、氨气、二氧化碳反应生产的碳酸氢钠分解得到的，不是该工厂的产品。 故选A。 8．下列能验证电解饱和食盐水溶液(含酚酞)产物的装置是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】电解饱和食盐水，阳极生成氯气、阴极生成氢气和氢氧化钠，用淀粉碘化钾溶液检验氯气，用向下排空气法收集氢气。 【解析】A．A装置左侧为阳极，阳极生成氯气，不能用向下排空气法收集氯气，右侧是阴极，阴极生成氢气，NaOH溶液不能检验氢气，故A错误； B．B装置右侧为阳极，阳极生成氯气，NaOH 溶液不能检验氯气，只能吸收氯气，故B错误； C．由电子流动的方向可知，装置C中左边为阳极，阳极生成氯气，不能用向下排空气法收集氯气，右侧是阴极，阴极生成氢气，淀粉碘化钾溶液不能检验氢气，故C错误； D．装置D中左边是阴极，产生H2；右边是阳极，产生Cl2，用淀粉碘化钾溶液检验氯气，D正确； 选D。 9．降低能耗是氯碱工业发展的方向。氯碱工业示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该装置a处获得，b处获得 B．该装置中透过阳离子交换膜向N极区移动 C．该装置中c处一侧流出的是淡盐水 D．电解饱和食盐水的离子方程式是： 【答案】A 【分析】该题涉及到的是电解食盐水，即氯碱工业问题。M极连接电源正极，即M为阳极；N极连接电源负极，即N是阴极。M极产生氯气，同时钠离子通过阳离子交换膜移动到N极，生成NaOH和氢气。 【解析】A．在氯碱工业电解池中，阳极发生反应，阴极发生反应。与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，由图可知M处为阳极，a应获得Cl2；N处为阴极，b应获得H2 ，A错误； B．电解池中，阳离子向阴极移动，N极为阴极，所以Na+透过阳离子交换膜向N极区移动，B正确； C．a处（阳极）Cl−放电生成Cl2 ，Na+通过阳离子交换膜移向阴极，所以c处一侧流出的是淡盐水 ，C正确； D．电解饱和食盐水时，Cl−在阳极放电生成Cl2，H2O在阴极放电生成H2和OH−，离子方程式为 ，D正确； 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$