Question

食鹽不僅是生活必需品，也是生產(chǎn)氯氣和燒堿的重要原料．下圖1是工業(yè)電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖．
（1）B處出口產(chǎn)生的物質(zhì)是______；C處進口的物質(zhì)是______．
（2）______離子被陽離子交換膜阻止進入陽極區(qū)，原因是______．
（3）如圖2所示，20℃時在混合溶液中，隨著氫氧化鈉含量的變化，氯化鈉達到飽和狀態(tài)時其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的變化曲線．
已知曲線上A、B、C、D四個點的坐標分別為：A（0，26.5）；B（14.0，15.0）；C（18.8，11.7）；D（38.0，2.0）．

①20℃時，氯化鈉在水中的溶解度為______g．
②D點處氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度約為多大？______
③若現(xiàn)有20℃時，滿足曲線上B點指標的溶液，可用______方法盡可能地降低氯化鈉的含量，達到提純氫氧化鈉的目的．

Answer 1

【答案】分析：（1）工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣；
（2）F電極生成氫氣破壞了水的電離生成氫氧根離子，離子交換膜阻止氫氧根離子進入陽極區(qū)是防止氫氧根離子在陽極私定終身生成氧氣；
（3）①曲線的含義為：氯化鈉在氫氧化鈉溶液中的溶解能力隨氫氧化鈉溶液質(zhì)量分數(shù)的增大而減小；
計算20℃時氯化鈉在水中的溶解度，根據(jù)溶解度與飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系，可利用20℃時氯化鈉在水中的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)求得；
②曲線上D（38.0，2.0）點表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時，混合溶液中氯化鈉達飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2.0%．換言之，若此時溶液質(zhì)量為100g，其中含38.0g氫氧化鈉時溶解氯化鈉2.0g達到飽和．依據(jù)質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的換算計算得到；
③曲線上B（14.0，15.0）點表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為14.0%時，混合溶液中氯化鈉達飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15.0%．為降低氯化鈉的含量（質(zhì)量分數(shù)），根據(jù)曲線的含義可知，蒸發(fā)水分使混合溶液中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)增大，氯化鈉溶解能力減小而析出．
解答：解：（1）工業(yè)電解飽和食鹽水，依據(jù)圖裝置分析，鈉離子移向F極，說明F為陰極，E電極為陽極析出的是氯氣，F(xiàn)電極析出的是氫氣；故答案為：氫氣；飽和食鹽水；
（2）F電極生成氫氣破壞了水的電離生成氫氧根離子，陽離子交換膜阻止氫氧根離子進入陽極區(qū)失電子生成氧氣，混入氯氣中；
故答案為：氫氧根； 避免氧氣生成；
（3）①由曲線上A（0，26.5）點坐標可得，20℃時氯化鈉在水中的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為26.5%，此時氯化鈉的溶解度為：
20℃氯化鈉在水中溶解度=×100g≈36.1g；
故答：36.1；
②曲線上D（38.0，2.0）點表示：混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時，混合溶液中氯化鈉達飽和狀態(tài)其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2.0%．換言之，若此時溶液質(zhì)量為100g，其中含38.0g氫氧化鈉時溶解氯化鈉2.0g達到飽和．混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時的物質(zhì)的量濃度c==13mol/L；
故答案為：13；
③使B點的溶液盡可能地降低氯化鈉的含量，根據(jù)曲線含義，只要使氫氧化鈉的含量增大氯化鈉的溶解能力就減小，氯化鈉結(jié)晶析出，剩余溶液則為較純凈的氫氧化鈉溶液．可采取蒸發(fā)水分濃縮溶液增大氫氧化鈉的含量，結(jié)晶出氯化鈉．
故答案：蒸發(fā)結(jié)晶．
點評：本題考查了電解原理的工業(yè)應用，產(chǎn)物判斷方法，電解分析應用，圖象分析方法，溶解度的計算和溶液濃度的換算分析應用，題目難度中等．