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4.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是蒸发(填“蒸发”或“冷却”)池.
(2)母液为氯化钠的饱和(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Ba2+;
(2)写出生成沉淀D的一个化学方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl.
(3)溶液E中加过量稀盐酸的作用是除尽过量的氢氧化钠和碳酸钠.
(4)实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量,原因是除杂过程中会生成一些氯化钠.
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2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑.
(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)67.65%.
(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探究方案中因缺少洗涤(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2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.

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+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+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
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.22g}$
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
$\frac{58.5}{y}$=$\frac{143.5}{2.87g}$
  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:$\frac{40g-2.34g-1.06g}{40g}$×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+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)NaOH%=91.5%;
(3)②洗涤;
环节Ⅳ:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.

点评 在解此类题时,首先分析题中考查的问题,然后结合学过的知识和题中的提示进行解答.

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D.
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