Question

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业．在工业上，制取氯气和烧碱的主要工艺流程如下：

环节Ⅰ：利用海水提取粗盐的过程（如图）．

（1）图中①是　　（填“蒸发”或“冷却”）池．

（2）母液为氯化钠的　　（填“饱和”或“不饱和”）溶液．

环节Ⅱ：利用工业上粗盐（含MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等杂质）精制氯化钠（工艺流程如图）．

（1）X中含有的阳离子是　　；

（2）写出生成沉淀D的一个化学方程式　　．

（3）溶液E中加过量稀盐酸的作用是　　．

（4）实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量，原因是　．

环节Ⅲ：电解饱和食盐水生产氯气和烧碱并测定烧碱的纯度．

（1）请写出环节Ⅲ生产中发生反应的化学方程式　　．

（2）工业烧碱常常含有一定的氯化钠和碳酸钠杂质．为了测定烧碱的含量，小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如图：

请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）　．

（3）小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密，其理由是：

①探究方案中没考虑氢氧化钠的吸水性．

②探究方案中因缺少　　（填操作名称），导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小．

环节Ⅳ：应用举例

氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，工业上用氯气与石灰乳[Ca（OH）₂]反应来制取漂白粉，有关反应的化学方程式是　．

Answer 1

【分析】Ⅰ（1）根据氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法进行分离进行分析解答；

（2）根据析出晶体后的母液，不能溶解溶解氯化钠进行分析解答；

Ⅱ（1）根据加入过量的X生成了硫酸钡沉淀，所以X是氯化钡溶液进行分析；

（2）根据碳酸根离子和钙离子、钡离子会生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀进行分析；

（3）根据加入的过量的碳酸钠和氢氧化钠对于氯化钠也是杂质进行分析；

（4）根据氢氧化钠、碳酸钠和盐酸反应都会生成氯化钠进行分析；

Ⅲ（1）根据饱和氯化钠溶液在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气进行分析；

（2）根据二氧化碳的质量计算出碳酸钠的质量，根据氯化银的质量计算出氯化钠的质量，然后计算碳酸钠的质量分数；

（3）根据沉淀表面会沾有氢氧化钠溶质进行分析；

Ⅳ根据氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙和氯化钙、水进行分析．

【解答】解：Ⅰ（1）氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法进行分离，所以图中①是蒸发池；

（2）析出晶体后的母液，不能溶解溶解氯化钠，为氯化钠的饱和溶液；

Ⅱ（1）加入过量的X生成了硫酸钡沉淀，所以X是氯化钡溶液，X中含有的阳离子是Ba²⁺；

（2）根碳酸根离子和钙离子、钡离子会生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀，所以生成沉淀D的一个化学方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl或BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl；

（3）加入的过量的碳酸钠和氢氧化钠对于氯化钠也是杂质，所以溶液E中加过量稀盐酸的作用是：除尽过量的碳酸钠和氢氧化钠；

（4）氢氧化钠、碳酸钠和盐酸反应都会生成氯化钠，所以实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量；

Ⅲ（1）饱和氯化钠溶液在通电的条件下生成氢氧化钠、氢气和氯气，化学方程式为：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；

（2）设参加反应的碳酸钠质量为x

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；

106                    44

x                      0.22g

=

x=0.53g

所以样品中含有碳酸钠质量为：1.06g；

设参加反应的氯化钠质量为y

NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓

58.5             143.5

y                2.87g

=

  y=1.17g

所以样品中含有氯化钠质量为：2.34g

所以烧碱样品中含有氢氧化钠的质量分数为：×100%=91.5%；

（3）沉淀表面会沾有氢氧化钠溶质，所以需要洗涤后，才能进行称量；

Ⅳ氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙和氯化钙、水，化学方程式为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

故答案为：环节Ⅰ：（1）蒸发；

（2）饱和；

环节Ⅱ：（1）Ba²⁺；

（2）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl （或Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl）；

（3）除尽过量的氢氧化钠和碳酸钠；

（4）除杂过程中会生成一些氯化钠；

环节Ⅲ：（1）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；

（2）NaOH%=91.5%；

（3）②洗涤；

环节Ⅳ：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．