Question

以電解飽和食鹽水為基礎制取氯氣、氫氧化鈉等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，它是目前化學工業(yè)的重要支柱之一．由于粗鹽中含有少量MgCl₂、CaCl₂、NaSO₄等雜質，不符合電解要求，因此必須經(jīng)過精制．如圖是粗鹽精制的流程．

回答下列問題：
（1）操作②的名稱是

 

．
（2）在懸濁液中加NaOH溶液、Na₂CO₃溶液、BaCl₂溶液三種試劑的順序合理的是

 

．
A．先加入NaOH溶液，后加入Na₂CO₃溶液，再加入BaCl₂溶液
B．先加入NaOH溶液，后加入BaCl₂溶液，再加入Na₂CO₃溶液
C．先加入BaCl₂溶液，后加入NaOH溶液，再加入Na₂CO₃溶液
D．先加入BaCl₂溶液，后加入Na₂CO₃溶液，再加入NaOH溶液
有同學提出用

 

溶液代替BaCl₂溶液可達到同樣的目的．
（3）電解飽和NaCl溶液的化學方程式是

 

．電解后溶液的PH

 

（填“升高”“不變”或“降低”）
（4）電解食鹽水時，需防止Cl₂與NaOH，因Cl₂與NaOH溶液充分接觸會生成NaClO、氯化鈉、水，請寫出Cl₂與NaOH溶液反應的化學方程式：

 

．
（5）該流程中可以循環(huán)利用的物質是

 

．
（6）若取100g溶質質量分數(shù)為25%的氯化鈉溶液進行電解，一段時間后停止通電，生成氯氣的質量為7.1g．請計算：生成氫氣的質量為多少g？反應后溶液中NaOH的質量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，計算結果精確到0.1%）
（7）若使（6）中電解后的溶液恢復到原狀態(tài)，則需向溶液中加入適量的

 

．

Answer 1

考點：氯化鈉與粗鹽提純,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算,溶液的酸堿性與pH值的關系,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：常見的鹽 化學肥料

分析：（1）根據(jù)操作②后所得的為固體和液體，可以知道該操作為過濾；
（2）根據(jù)實驗目的可以知道加入NaOH溶液、Na₂CO₃溶液、BaCl₂溶液是為了除去MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等雜質，最后得到氯化鈉，所以為了不引入新的雜質結合向濾液中加入的酸可以完成解答；
（3）根據(jù)反應后生成了氫氧化鈉，而氫氧化鈉呈堿性，所以可以判斷溶液的酸堿性，并得出pH變化；
（4）根據(jù)題中所給物質結合質量守恒定律來完成該化學方程式的書寫，注意配平；
（5）原材料為氯化鈉，而反應也生成了氯化鈉，所以可以判斷氯化鈉可以循環(huán)利用；
（6）根據(jù)電解水的反應的化學方程式，結合生成氯氣的質量可以求算出生成的氫氣及氫氧化鈉的質量，進而可以求算出氫氧化鈉溶液的質量分數(shù)；
（7）反應后生成的溶液由于含有氫氧化鈉而呈堿性，所以要恢復原來的狀態(tài)應該加入適量的鹽酸，可以據(jù)此答題．

解答：解：Ⅰ（1）根據(jù)操作②后所得的為固體和液體，可以知道操作②為過濾；
（2）根據(jù)實驗目的可以知道加入NaOH溶液可以將鎂離子除去，加入Na₂CO₃溶液可以除去鈣離子，加入BaCl₂溶液可以除去硫酸根離子，同時不能引入新的雜質，所以：
A、先加氫氧化鈉溶液，可以除去鎂離子，加入碳酸鈉溶液可以除去鈣離子，最后加入氯化鋇溶液，此時多余的鋇離子不能被除去，引入的鋇離子，故A不能達到目的；
B、先加氫氧化鈉溶液，可以除去鎂離子，再加入氯化鋇，除去硫酸根離子，再加碳酸鈉，能把鈣離子除去，同時除去了可能含有的鋇離子，沒有引入新的雜質，故B方法正確；
C、先加氯化鋇，除去硫酸根，再加氫氧化鈉，除去鎂離子，最后加碳酸鈉，除去鈣離子和多余的鋇離子，沒有引入新的雜質，故C方法正確；
D、先加氯化鋇，除去硫酸根，再加碳酸鈉，除去多余的鋇離子和鈣離子，最后加氫氧化鈉，除去鎂離子，沒有引入新的雜質，故D方法正確．
故選A．
氫氧化鋇也可以和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀而除去，同時經(jīng)酸化后氫氧根轉化為水，也沒有引入新的雜質，故本實驗中用氫氧化鋇溶液來代替氯化鋇同樣能夠達到目的；
Ⅱ（3）由題意可知在電解過程中，發(fā)生的反應為2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，由于生成了氫氧化鈉而使溶液變?yōu)閴A性，所以電解后溶液的pH值要升高；
（4）根據(jù)題給的條件可以知道Cl₂和NaOH溶液充分接觸會生成NaClO、氯化鈉、水，故可以寫出該反應的化學方程式為：2NaOH+Cl₂═NaClO+NaCl+H₂O；
（5）原材料為氯化鈉，而反應也生成了氯化鈉，所以可以判斷氯化鈉可以循環(huán)利用；
（6）設：生成氫氣的質量為x，氫氧化鈉的質量為y
2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
           　　  71    2    80
                 7.1g  x     y

71

7.1g

=

2

x

    x=0.2g      

71

7.1g

=

80

y

    y=8 g     
所以反應后所得溶液中溶質質量分數(shù)：

8g

100g-7.1g-0.2g

×100%=8.7%；
答：生成氫氣的質量為0.2克，反應后溶液中NaOH的質量分數(shù)是8.7%．
（7）反應后生成的溶液由于含有氫氧化鈉而呈堿性，所以要恢復原來的狀態(tài)應該加入適量的鹽酸．
故答案為：（1）過濾  （2）BCD； Ba（OH）₂  （3）2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
；升高   （4）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O   （5）NaCl  （6）氫氣0.2g  NaOH8g  質量分數(shù)為8.7%    （7）氯化氫（HCl）

點評：做推斷題時要充分利用所給的信息，結合自己已學過的知識，進行有依據(jù)性的推測．在除去雜質時要注意通過離子間的反應把離子轉化為沉淀和氣體除去，但要注意加入試劑的量，最后不能引入新的雜質．