Question

以电解饱和食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之

以电解饱和食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、NaSO4等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制．如图是粗盐精制的流程．回答下列问题：（1）操作②的名称是______．（2）在悬浊液中加NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液三种试剂的顺序合理的是______．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溶液有同学提出用______溶液代替BaCl2溶液可达到同样的目的．（3）电解饱和NaCl溶液的化学方程式是2NaCl+2H2O 电解 . Cl2↑+H2↑+2NaOH2NaCl+2H2O 电解 . Cl2↑+H2↑+2NaOH．电解后溶液的PH______（填“升高”“不变”或“降低”）（4）电解食盐水时，需防止Cl2与NaOH，因Cl2与NaOH溶液充分接触会生成NaClO、氯化钠、水，请写出Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式：______．（5）该流程中可以循环利用的物质是______．（6）若取100g溶质质量分数为25%的氯化钠溶液进行电解，一段时间后停止通电，生成氯气的质量为7.1g．请计算：生成氢气的质量为多少g？反应后溶液中NaOH的质量分数是多少？（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）（7）若使（6）中电解后的溶液恢复到原状态，则需向溶液中加入适量的______．

Answer 1

Ⅰ（1）根据操作②后所得的为固体和液体，可以知道操作②为过滤；
（2）根据实验目的可以知道加入NaOH溶液可以将镁离子除去，加入Na₂CO₃溶液可以除去钙离子，加入BaCl₂溶液可以除去硫酸根离子，同时不能引入新的杂质，所以：
A、先加氢氧化钠溶液，可以除去镁离子，加入碳酸钠溶液可以除去钙离子，最后加入氯化钡溶液，此时多余的钡离子不能被除去，引入的钡离子，故A不能达到目的；
B、先加氢氧化钠溶液，可以除去镁离子，再加入氯化钡，除去硫酸根离子，再加碳酸钠，能把钙离子除去，同时除去了可能含有的钡离子，没有引入新的杂质，故B方法正确；
C、先加氯化钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，最后加碳酸钠，除去钙离子和多余的钡离子，没有引入新的杂质，故C方法正确；
D、先加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钠，除去多余的钡离子和钙离子，最后加氢氧化钠，除去镁离子，没有引入新的杂质，故D方法正确．
故选A．
氢氧化钡也可以和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀而除去，同时经酸化后氢氧根转化为水，也没有引入新的杂质，故本实验中用氢氧化钡溶液来代替氯化钡同样能够达到目的；
Ⅱ（3）由题意可知在电解过程中，发生的反应为2NaCl+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，由于生成了氢氧化钠而使溶液变为碱性，所以电解后溶液的pH值要升高；
（4）根据题给的条件可以知道Cl₂和NaOH溶液充分接触会生成NaClO、氯化钠、水，故可以写出该反应的化学方程式为：2NaOH+Cl₂═NaClO+NaCl+H₂O；
（5）原材料为氯化钠，而反应也生成了氯化钠，所以可以判断氯化钠可以循环利用；
（6）设：生成氢气的质量为x，氢氧化钠的质量为y
2NaCl+2H₂O

电解  .

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     
所以反应后所得溶液中溶质质量分数：

8g

100g?7.1g?0.2g

×100%=8.7%；
答：生成氢气的质量为0.2克，反应后溶液中NaOH的质量分数是8.7%．
（7）反应后生成的溶液由于含有氢氧化钠而呈碱性，所以要恢复原来的状态应该加入适量的盐酸．
故答案为：（1）过滤  （2）BCD； Ba（OH）₂  （3）2NaCl+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
；升高   （4）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O   （5）NaCl  （6）氢气0.2g  NaOH8g  质量分数为8.7%    （7）氯化氢（HCl）