Question

食盐不仅是生活必需品，也是生产氯气和烧碱的重要原料．下图1是工业电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图．
（1）B处出口产生的物质是______；C处进口的物质是______．
（2）______离子被阳离子交换膜阻止进入阳极区，原因是______．
（3）如图2所示，20℃时在混合溶液中，随着氢氧化钠含量的变化，氯化钠达到饱和状态时其溶质质量分数的变化曲线．
已知曲线上A、B、C、D四个点的坐标分别为：A（0，26.5）；B（14.0，15.0）；C（18.8，11.7）；D（38.0，2.0）．

①20℃时，氯化钠在水中的溶解度为______g．
②D点处氢氧化钠的物质的量浓度约为多大？______
③若现有20℃时，满足曲线上B点指标的溶液，可用______方法尽可能地降低氯化钠的含量，达到提纯氢氧化钠的目的．

Answer

（1）工业电解饱和食盐水，依据图装置分析，钠离子移向F极，说明F为阴极，E电极为阳极析出的是氯气，F电极析出的是氢气；
（2）F电极生成氢气破坏了水的电离生成氢氧根离子，离子交换膜阻止氢氧根离子进入阳极区是防止氢氧根离子在阳极私定终身生成氧气；
（3）①曲线的含义为：氯化钠在氢氧化钠溶液中的溶解能力随氢氧化钠溶液质量分数的增大而减小；
计算20℃时氯化钠在水中的溶解度，根据溶解度与饱和溶液溶质质量分数的关系，可利用20℃时氯化钠在水中的饱和溶液的溶质质量分数求得；
②曲线上D（38.0，2.0）点表示：混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时，混合溶液中氯化钠达饱和状态其溶质质量分数为2.0%．换言之，若此时溶液质量为100g，其中含38.0g氢氧化钠时溶解氯化钠2.0g达到饱和．依据质量分数和物质的量浓度的换算计算得到；
③曲线上B（14.0，15.0）点表示：混合溶液中氢氧化钠含量为14.0%时，混合溶液中氯化钠达饱和状态其溶质质量分数为15.0%．为降低氯化钠的含量（质量分数），根据曲线的含义可知，蒸发水分使混合溶液中氢氧化钠质量分数增大，氯化钠溶解能力减小而析出．
【解析】
（1）工业电解饱和食盐水，依据图装置分析，钠离子移向F极，说明F为阴极，E电极为阳极析出的是氯气，F电极析出的是氢气；故答案为：氢气；饱和食盐水；
（2）F电极生成氢气破坏了水的电离生成氢氧根离子，阳离子交换膜阻止氢氧根离子进入阳极区失电子生成氧气，混入氯气中；
故答案为：氢氧根； 避免氧气生成；
（3）①由曲线上A（0，26.5）点坐标可得，20℃时氯化钠在水中的饱和溶液的溶质质量为26.5%，此时氯化钠的溶解度为：
20℃氯化钠在水中溶解度=×100g≈36.1g；
故答：36.1；
②曲线上D（38.0，2.0）点表示：混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时，混合溶液中氯化钠达饱和状态其溶质质量分数为2.0%．换言之，若此时溶液质量为100g，其中含38.0g氢氧化钠时溶解氯化钠2.0g达到饱和．混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时的物质的量浓度c==13mol/L；
故答案为：13；
③使B点的溶液尽可能地降低氯化钠的含量，根据曲线含义，只要使氢氧化钠的含量增大氯化钠的溶解能力就减小，氯化钠结晶析出，剩余溶液则为较纯净的氢氧化钠溶液．可采取蒸发水分浓缩溶液增大氢氧化钠的含量，结晶出氯化钠．
故答案：蒸发结晶．