Question

在化工生產(chǎn)中，原料往往不能全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品．某校學(xué)生對買來的工業(yè)固體燒堿的雜質(zhì)成分進行研究，他們查閱資料得知：在工業(yè)上用食鹽和水配成飽和食鹽水，通過電解（通電）制得燒堿溶液，再將溶液濃縮即可得到固體燒堿，通電過程中還可得到氫氣和氯氣（Cl₂）．他們推測該工業(yè)固體燒堿中可能含有碳酸鈉、氯化鈉，并設(shè)計了實驗來驗證假設(shè)．
（1）請你幫助他們完成實驗報告：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)  論
①取樣，加足量的水	固體完全溶解	--
②用試管取上述試液，加入過量稀硝酸，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞；將導(dǎo)管的另一端插入   中	有   生成 有   生成	證明原固體燒堿中含有碳酸鈉
③向試管中再加入硝酸銀	有白色沉淀生成	證明原固體燒堿中含有

（2）請寫出工業(yè)上用電解飽和食鹽水制燒堿的化學(xué)方程式

 

．
（ 3 ）現(xiàn)取100g室溫下的飽和食鹽水（此時質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.5%）進行電解，當(dāng)反應(yīng)停止后，生成氯氣的質(zhì)量與時間的關(guān)系如圖所示．請計算：參加反應(yīng)的氯化鈉的質(zhì)量是多少？反應(yīng)后所得燒堿溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（計算結(jié)果精確到0.001）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)檢驗碳酸鈉時用酸和澄清石灰水，檢驗氯化鈉用硝酸銀分析現(xiàn)象和結(jié)論，注意實驗中要排除其他離子的干擾；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物按照質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式進行計算，分析圖象可知生成氯氣的質(zhì)量，可以根據(jù)氯氣的質(zhì)量計算出參加反應(yīng)的氯化鈉的質(zhì)量和生成的氫氧化鈉容易的質(zhì)量，進而計算出氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：答：（1）檢驗燒堿中可能含有碳酸鈉的方法是用加入酸溶液，看生成的氣體能否使石灰水變渾濁，為了不影響后面檢驗氯化鈉，故選擇硝酸檢驗碳酸鈉，根據(jù)生成二氧化碳可判斷含有碳酸鈉，檢驗氯化鈉用硝酸銀，硝酸銀和氯化鈉反應(yīng)生成白色的氯化銀沉淀．
故答案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)  論
②澄清石灰水	氣泡 白色沉淀
③		證 氯化鈉

（2）根據(jù)題干提供的信息和質(zhì)量守恒定律，工業(yè)上用電解飽和食鹽水制燒堿的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
（3）根據(jù)生成氯氣的質(zhì)量與時間的關(guān)系如圖看出，生成氯氣的質(zhì)量質(zhì)量為7.1g；
設(shè)參加反應(yīng)的NaCl的質(zhì)量為x，生成H₂的質(zhì)量為y，生成氫氧化鈉的質(zhì)量為z
2NaCl+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
117             71    2      80
x               7.1g   y     z

117

71

=

x

7.1g

          x=11.7g

71

2

=

7.1g

y

           y=0.2g

71

80

=

7.1g

z

           z=8.0g
反應(yīng)后NaOH溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8.0g

100g-7.1g-0.2g

×100%=8.63%
答：參加反應(yīng)的氯化鈉是11.7克，反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是8.63%．

點評：本題主要考查含雜質(zhì)物質(zhì)檢驗方法和化學(xué)方程式的計算及溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算，難度較大．
注意：計算反應(yīng)后溶液質(zhì)量時，用反應(yīng)前溶液質(zhì)量減去生成氣體的質(zhì)量時，不但要減去氯氣的質(zhì)量，還要減去氫氣的質(zhì)量．