Question

4．工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)．在工業(yè)上，制取氯氣和燒堿的主要工藝流程如下：

環(huán)節(jié)Ⅰ：利用海水提取粗鹽的過程（如圖）．

（1）圖中①是蒸發(fā)（填“蒸發(fā)”或“冷卻”）池．
（2）母液為氯化鈉的飽和（填“飽和”或“不飽和”）溶液．
環(huán)節(jié)Ⅱ：利用工業(yè)上粗鹽（含MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等雜質(zhì)）精制氯化鈉（工藝流程如圖）．

（1）X中含有的陽離子是Ba²⁺；
（2）寫出生成沉淀D的一個化學(xué)方程式Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．
（3）溶液E中加過量稀鹽酸的作用是除盡過量的氫氧化鈉和碳酸鈉．
（4）實(shí)驗所得精鹽的質(zhì)量大于粗鹽中NaCl的質(zhì)量，原因是除雜過程中會生成一些氯化鈉．
環(huán)節(jié)Ⅲ：電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣和燒堿并測定燒堿的純度．
（1）請寫出環(huán)節(jié)Ⅲ生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）工業(yè)燒堿常常含有一定的氯化鈉和碳酸鈉雜質(zhì)．為了測定燒堿的含量，小婉同學(xué)設(shè)計探究方案后進(jìn)行實(shí)驗并測得數(shù)據(jù)如圖：

請你利用小婉同學(xué)測得的數(shù)據(jù)計算燒堿樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請列出計算過程）67.65%．
（3）小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為小婉同學(xué)設(shè)計的探究方案不夠嚴(yán)密，其理由是：
①探究方案中沒考慮氫氧化鈉的吸水性．
②探究方案中因缺少洗滌（填操作名稱），導(dǎo)致測得的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
環(huán)節(jié)Ⅳ：應(yīng)用舉例
氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，工業(yè)上用氯氣與石灰乳[Ca（OH）₂]反應(yīng)來制取漂白粉，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根據(jù)氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法進(jìn)行分離進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)析出晶體后的母液，不能溶解溶解氯化鈉進(jìn)行分析解答；
Ⅱ（1）根據(jù)加入過量的X生成了硫酸鋇沉淀，所以X是氯化鋇溶液進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)加入的過量的碳酸鈉和氫氧化鈉對于氯化鈉也是雜質(zhì)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氫氧化鈉、碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)都會生成氯化鈉進(jìn)行分析；
Ⅲ（1）根據(jù)飽和氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，根據(jù)氯化銀的質(zhì)量計算出氯化鈉的質(zhì)量，然后計算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)沉淀表面會沾有氫氧化鈉溶質(zhì)進(jìn)行分析；
Ⅳ根據(jù)氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣和氯化鈣、水進(jìn)行分析．

解答 解：Ⅰ（1）氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法進(jìn)行分離，所以圖中①是蒸發(fā)池；
（2）析出晶體后的母液，不能溶解溶解氯化鈉，為氯化鈉的飽和溶液；
Ⅱ（1）加入過量的X生成了硫酸鋇沉淀，所以X是氯化鋇溶液，X中含有的陽離子是Ba²⁺；
（2）根碳酸根離子和鈣離子、鋇離子會生成碳酸鈣沉淀、碳酸鋇沉淀，所以生成沉淀D的一個化學(xué)方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl或BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl；
（3）加入的過量的碳酸鈉和氫氧化鈉對于氯化鈉也是雜質(zhì)，所以溶液E中加過量稀鹽酸的作用是：除盡過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；
（4）氫氧化鈉、碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)都會生成氯化鈉，所以實(shí)驗所得精鹽的質(zhì)量大于粗鹽中NaCl的質(zhì)量；
Ⅲ（1）飽和氯化鈉溶液在通電的條件下生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
106                    44
x                      0.22g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.22g}$
x=0.53g
所以樣品中含有碳酸鈉質(zhì)量為：1.06g；
設(shè)參加反應(yīng)的氯化鈉質(zhì)量為y
NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓
58.5             143.5
y                2.87g
$\frac{58.5}{y}$=$\frac{143.5}{2.87g}$
  y=1.17g
所以樣品中含有氯化鈉質(zhì)量為：2.34g
所以燒堿樣品中含有氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{40g-2.34g-1.06g}{40g}$×100%=91.5%；
（3）沉淀表面會沾有氫氧化鈉溶質(zhì)，所以需要洗滌后，才能進(jìn)行稱量；
Ⅳ氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣和氯化鈣、水，化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
故答案為：環(huán)節(jié)Ⅰ：（1）蒸發(fā)；
（2）飽和；
環(huán)節(jié)Ⅱ：（1）Ba²⁺；
（2）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl （或Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl）；
（3）除盡過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；
（4）除雜過程中會生成一些氯化鈉；
環(huán)節(jié)Ⅲ：（1）2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）NaOH%=91.5%；
（3）②洗滌；
環(huán)節(jié)Ⅳ：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

點(diǎn)評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中的提示進(jìn)行解答．