Question

（共13分）氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，其主要原理基于電解飽和食鹽水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，它的產(chǎn)品燒堿和氯氣以及氫氣應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：

（1）電解前，如果粗鹽中SO42-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO42- ，該鋇試劑可以是______________(填字母代號)。

A．Ba(OH)2　　 B．Ba(NO3)2　　 C．BaCl2

（2）“鹽泥”是電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥組成如下：

成分	NaCl	Mg(OH)2	CaCO3	BaSO4	其他不溶物
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

利用鹽泥生產(chǎn)MgSO4·7H2O晶體的工藝流程如下圖所示。

回答下列問題：

①酸洗過程中加入適量硫酸控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50℃左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4，CaCO3在此過程中轉(zhuǎn)化為CaSO4，請解釋此轉(zhuǎn)化得以發(fā)生的原因_________。

②過濾所得濾渣的主要成分為____________________________。

③根據(jù)下圖分析，蒸發(fā)結(jié)晶過濾所得晶體A主要成分為____________________。

④真空干燥MgSO4·7H2O晶體的原因是______________________。

（3）已知NaCl在60 ℃的溶解度為37.1 g，現(xiàn)電解60 ℃精制飽和食鹽水1371 g，經(jīng)分析，電解后溶液密度為1.37 g·cm-3，其中含有20 g NaCl，則電解后NaOH的物質(zhì)的量濃度為________________mol/L。

 

Answer 1

（1）A、C

（2）①硫酸能與碳酸鈣反應(yīng)，攪拌過程中產(chǎn)生的CO2不斷逸出，碳酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣

②BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物質(zhì)；③NaCl；

④減小壓強，降低水的沸點，避免干燥溫度過高而失去結(jié)晶水（答到防止加熱溫度過高失去結(jié)晶水給1分，答到真空或者減壓降低水的沸點給1分）

（3）7.14．

【解析】

試題分析：（1）電解前，如果粗鹽中SO42-含量較高，必須添加鋇試劑除去SO42- ，在除去雜質(zhì)的時候，盡量不要引入新的雜質(zhì)離子，所以該鋇試劑可以是A．Ba(OH)2、C．BaCl2；(2)①酸洗過程中加入適量硫酸控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50℃左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4，CaCO3在此過程中轉(zhuǎn)化為CaSO4，此轉(zhuǎn)化得以發(fā)生的原因是硫酸能與碳酸鈣反應(yīng)，攪拌過程中產(chǎn)生的CO2不斷逸出，碳酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣；②過濾所得濾渣的主要成分為BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物質(zhì)；③根據(jù)物質(zhì)的溶解度與溫度的關(guān)系可知：NaCl的溶解度受溫度的影響變化較小，而MgSO的溶解度受溫度的影響變化較大，所以不斷蒸發(fā)溶劑，MgSO4就會變?yōu)轱柡腿芤�，再蒸發(fā)，就會析出晶體，得到的濾液主要成分是NaCl.因此最后蒸發(fā)溶劑得到的晶體主要是NaCl；④真空干燥MgSO4·7H2O晶體的原因是減小壓強，降低水的沸點，避免干燥溫度過高而失去結(jié)晶水（3）由于NaCl在60 ℃的溶解度為37.1 g，所以電解60 ℃精制飽和食鹽水1371 g，則其中含有NaCl371g,H2O是1000g。經(jīng)分析，電解后溶液密度為1.37 g·cm-3，其中含有20 g NaCl，則電解的NaCl的質(zhì)量是371g－20 g=351g,根據(jù)電解的方程式是：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知每反應(yīng)消耗117gNaCl就會產(chǎn)生2mol的NaOH,其質(zhì)量是80g,放出氫氣和氯氣各1mol,現(xiàn)在反應(yīng)了NaCl是351g，則產(chǎn)生的NaOH的物質(zhì)的量是（351g÷117g）×2mol=6mol，放出氫氣與氯氣的物質(zhì)的量都是3mol,所以反應(yīng)后溶液的質(zhì)量是1371 g－3mol×2g/mol－3mol×71g/mol=1152g，所以溶液的體積是：1152g÷1.37 g·cm-3=840.9ml=0.8409L,所以電解后NaOH的物質(zhì)的量濃度為c=n÷V=6mol÷=0.8409L =7.14mol/L。

考點：考查粗鹽的除雜與提純、混合物的分離、食鹽水的電解一產(chǎn)物的物質(zhì)的量濃度的計算的知識。