Question

（2010?江蘇二模）食鹽不僅是生活必需品，也是生產(chǎn)氯氣和燒堿的重要原料．下圖1是工業(yè)電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖．
（1）B處出口產(chǎn)生的物質(zhì)是

氫氣

；C處進(jìn)口的物質(zhì)是

飽和食鹽水

．
（2）

氫氧根

離子被陽離子交換膜阻止進(jìn)入陽極區(qū)，原因是

避免氧氣生成使氯氣不純

．
（3）如圖2所示，20℃時(shí)在混合溶液中，隨著氫氧化鈉含量的變化，氯化鈉達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化曲線．
已知曲線上A、B、C、D四個點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：A（0，26.5）；B（14.0，15.0）；C（18.8，11.7）；D（38.0，2.0）．

①20℃時(shí)，氯化鈉在水中的溶解度為

36.1

g．
②D點(diǎn)處氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度約為多大？（已知D點(diǎn)處溶液的密度約為1.4g?mL^-1，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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③若現(xiàn)有20℃時(shí)，滿足曲線上B點(diǎn)指標(biāo)的溶液，可用

蒸發(fā)結(jié)晶或電解

方法盡可能地降低氯化鈉的含量，達(dá)到提純氫氧化鈉的目的．

Answer 1

分析：（1）工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣；
（2）F電極生成氫氣破壞了水的電離生成氫氧根離子，離子交換膜阻止氫氧根離子進(jìn)入陽極區(qū)是防止氫氧根離子在陽極私定終身生成氧氣；
（3）①曲線的含義為：氯化鈉在氫氧化鈉溶液中的溶解能力隨氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小；
計(jì)算20℃時(shí)氯化鈉在水中的溶解度，根據(jù)溶解度與飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，可利用20℃時(shí)氯化鈉在水中的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)求得；
②曲線上D（38.0，2.0）點(diǎn)表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時(shí)，混合溶液中氯化鈉達(dá)飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%．換言之，若此時(shí)溶液質(zhì)量為100g，其中含38.0g氫氧化鈉時(shí)溶解氯化鈉2.0g達(dá)到飽和．依據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度的換算計(jì)算得到；
③曲線上B（14.0，15.0）點(diǎn)表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為14.0%時(shí)，混合溶液中氯化鈉達(dá)飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.0%．為降低氯化鈉的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），根據(jù)曲線的含義可知，蒸發(fā)水分使混合溶液中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，氯化鈉溶解能力減小而析出．

解答：解：（1）工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣；故答案為：氫氣；飽和食鹽水；
（2）F電極生成氫氣破壞了水的電離生成氫氧根離子，陽離子交換膜阻止氫氧根離子進(jìn)入陽極區(qū)失電子生成氧氣，混入氯氣中；
故答案為：氫氧根； 避免氧氣生成；
（3）①由曲線上A（0，26.5）點(diǎn)坐標(biāo)可得，20℃時(shí)氯化鈉在水中的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為26.5%，此時(shí)氯化鈉的溶解度為：
20℃氯化鈉在水中溶解度=

26.5

100-26.5

×100g≈36.1g；
故答：36.1；
②曲線上D（38.0，2.0）點(diǎn)表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時(shí)，混合溶液中氯化鈉達(dá)飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%．換言之，若此時(shí)溶液質(zhì)量為100g，其中含38.0g氫氧化鈉時(shí)溶解氯化鈉2.0g達(dá)到飽和．混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時(shí)的物質(zhì)的量濃度c=

1000cm3/L×1.4g/cm3×38.0%

40g/mol

=13mol/L；
故答案為：13；
③使B點(diǎn)的溶液盡可能地降低氯化鈉的含量，根據(jù)曲線含義，只要使氫氧化鈉的含量增大氯化鈉的溶解能力就減小，氯化鈉結(jié)晶析出，剩余溶液則為較純凈的氫氧化鈉溶液．可采取蒸發(fā)水分濃縮溶液增大氫氧化鈉的含量，結(jié)晶出氯化鈉．
故答案：蒸發(fā)結(jié)晶．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理的工業(yè)應(yīng)用，產(chǎn)物判斷方法，電解分析應(yīng)用，圖象分析方法，溶解度的計(jì)算和溶液濃度的換算分析應(yīng)用，題目難度中等．