Question

海水是豐富的資源寶庫，從海水中提取元素是化學工業的重要組成部分。
（1）粗鹽精制就是除去其中的Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-及泥沙等雜質，需加入的試劑有：①Na₂CO₃溶液 ②HCl（鹽酸） ③Ba（OH）₂溶液，這三種試劑的添加順序是_________（填序號）。
（2）用氯氣進行“海水提溴”中制取溴單質反應的離子方程式為：__________。
（3）某同學設計了如圖裝置進行以下電化學實驗。

①當開關K與a連接時，兩極均有氣泡產生，則陰極為_______極。
②一段時間后，使開關K與a斷開、與b連接時，虛線框內的裝置可稱為__________。請寫出此時Fe電極上的電極反應式_________________。
（4）某公廠向盛有CaSO₄懸濁液的反應池中通入氨氣欲制取氮肥（NH₄）₂SO₄，效果不好。再通入CO₂，則逐漸產生大量（NH₄）₂SO₄。請分析其原因。

Answer 1

（1）③①②（2分）  
（2）Cl₂＋2Br^－=2Cl^－＋Br₂（2分）
（3）①Fe（或鐵）（2分） 
②原電池（2分），Fe－2e^－＋2OH^－= Fe(OH)₂↓（3分）
（4）CO₂溶于氨水產生大量CO₃^2-：CO₂+2NH₃·H₂O =（NH₄）₂CO₃+ H₂O（1分） ，CO₃^2-與硫酸鈣反應產生溶度積常數更小的碳酸鈣沉淀：CaSO₄（s）＋CO₃^2-（aq）= CaCO₃（s）＋SO₄^2-（aq）（2分），使硫酸鈣的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動（3分），從而產生大量（NH₄） ₂SO₄。（共3分）

解析試題分析：（1）Na₂CO₃既除去Ca²⁺，還除去過量的Ba（OH）₂，過量的Na₂CO₃由鹽酸除掉，所以順序為：③①②。
（3）①因為兩電極均有氣泡產生，Fe電極只能作陰極；
②開關K與a斷開、與b連接時，形成原電池。
（4）分析、對比Ksp可以看出CaCO₃更難溶，所以通入CO₂與氨水生成（NH4）₂CO₃，CO₃²?使CaSO₄轉化為（NH₄） ₂SO₄。
考點： 本題考察了除雜試劑的選擇、離子方程式的書寫、電化學和沉淀溶解平衡。