Question

以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)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(xué)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(zhì)，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(xué)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(xué)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(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（5）該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是

 

．
（6）若取100g溶質(zhì)質(zhì)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(zhì)量為7.1g．請計算：生成氫氣的質(zhì)量為多少g？反應(yīng)后溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1%）
（7）若使（6）中電解后的溶液恢復(fù)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(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,溶液的酸堿性與pH值的關(guān)系,鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：常見的鹽 化學(xué)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?zāi)康目梢灾�道加入NaOH溶液、Na₂CO₃溶液、BaCl₂溶液是為了除去MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等雜質(zhì)，最后得到氯化鈉，所以為了不引入新的雜質(zhì)結(jié)合向濾液中加入的酸可以完成解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)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(zhì)結(jié)合質(zhì)量守恒定律來完成該化學(xué)方程式的書寫，注意配平；
（5）原材料為氯化鈉，而反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式，結(jié)合生成氯氣的質(zhì)量可以求算出生成的氫氣及氫氧化鈉的質(zhì)量，進而可以求算出氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)；
（7）反應(yīng)后生成的溶液由于含有氫氧化鈉而呈堿性，所以要恢復(fù)原來的狀態(tài)應(yīng)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?zāi)康目梢灾�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(zhì)，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(zhì)，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(zhì)，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(zhì)，故D方法正確．
故選A．
氫氧化鋇也可以和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀而除去，同時經(jīng)酸化后氫氧根轉(zhuǎn)化為水，也沒有引入新的雜質(zhì)，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(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+Cl₂═NaClO+NaCl+H₂O；
（5）原材料為氯化鈉，而反應(yīng)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(shè)：生成氫氣的質(zhì)量為x，氫氧化鈉的質(zhì)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(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)：

8g

100g-7.1g-0.2g

×100%=8.7%；
答：生成氫氣的質(zhì)量為0.2克，反應(yīng)后溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)是8.7%．
（7）反應(yīng)后生成的溶液由于含有氫氧化鈉而呈堿性，所以要恢復(fù)原來的狀態(tài)應(yīng)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(zhì)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(jié)合自己已學(xué)過的知識，進行有依據(jù)性的推測．在除去雜質(zhì)時要注意通過離子間的反應(yīng)把離子轉(zhuǎn)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(zhì)．