Question

（共13分）氯碱工业是最基本的化学工业之一，其主要原理基于电解饱和食盐水：2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑，它的产品烧碱和氯气以及氢气应用广泛。请回答下列问题：

（1）电解前，如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2- ，该钡试剂可以是______________(填字母代号)。

A．Ba(OH)₂　　   B．Ba(NO₃)₂　　    C．BaCl₂

（2）“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：

成分	NaCl	Mg(OH)2	CaCO3	BaSO4	其他不溶物
质量分数(％)	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。

回答下列问题：

①酸洗过程中加入适量硫酸控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)₂充分溶解并转化为MgSO₄，CaCO₃在此过程中转化为CaSO₄，请解释此转化得以发生的原因_________。

②过滤所得滤渣的主要成分为____________________________。

③根据下图分析，蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为____________________。

④真空干燥MgSO₄·7H₂O晶体的原因是______________________。

（3）已知NaCl在60 ℃的溶解度为37.1 g，现电解60 ℃精制饱和食盐水1371 g，经分析，电解后溶液密度为1.37 g·cm^-3，其中含有20 g NaCl，则电解后NaOH的物质的量浓度为________________mol/L。

Answer

（1）A、C

（2）①硫酸能与碳酸钙反应，搅拌过程中产生的CO2不断逸出，碳酸钙转化为硫酸钙

②BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质；③NaCl；

④减小压强，降低水的沸点，避免干燥温度过高而失去结晶水（答到防止加热温度过高失去结晶水给1分，答到真空或者减压降低水的沸点给1分）

（3）7.14．

【解析】

试题分析：（1）电解前，如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42- ，在除去杂质的时候，尽量不要引入新的杂质离子，所以该钡试剂可以是A．Ba(OH)2、C．BaCl2；(2)①酸洗过程中加入适量硫酸控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，CaCO3在此过程中转化为CaSO4，此转化得以发生的原因是硫酸能与碳酸钙反应，搅拌过程中产生的CO2不断逸出，碳酸钙转化为硫酸钙；②过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质；③根据物质的溶解度与温度的关系可知：NaCl的溶解度受温度的影响变化较小，而MgSO的溶解度受温度的影响变化较大，所以不断蒸发溶剂，MgSO4就会变为饱和溶液，再蒸发，就会析出晶体，得到的滤液主要成分是NaCl.因此最后蒸发溶剂得到的晶体主要是NaCl；④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是减小压强，降低水的沸点，避免干燥温度过高而失去结晶水（3）由于NaCl在60 ℃的溶解度为37.1 g，所以电解60 ℃精制饱和食盐水1371 g，则其中含有NaCl371g,H2O是1000g。经分析，电解后溶液密度为1.37 g·cm-3，其中含有20 g NaCl，则电解的NaCl的质量是371g－20 g=351g,根据电解的方程式是：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知每反应消耗117gNaCl就会产生2mol的NaOH,其质量是80g,放出氢气和氯气各1mol,现在反应了NaCl是351g，则产生的NaOH的物质的量是（351g÷117g）×2mol=6mol，放出氢气与氯气的物质的量都是3mol,所以反应后溶液的质量是1371 g－3mol×2g/mol－3mol×71g/mol=1152g，所以溶液的体积是：1152g÷1.37 g·cm-3=840.9ml=0.8409L,所以电解后NaOH的物质的量浓度为c=n÷V=6mol÷=0.8409L =7.14mol/L。

考点：考查粗盐的除杂与提纯、混合物的分离、食盐水的电解一产物的物质的量浓度的计算的知识。