Question

3．食盐不仅是生活必需品，也是生产氯气和烧碱的重要原料．如图所示，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）．

（1）20℃时，氯化钠在水中的溶解度为36.1，D点处氯化钠的溶解度是3.2（计算结果都精确到小数点后1位）．
（2）列式计算在20℃时曲线上B点处溶液中钠元素的质量分数（计算结果精确到0.1%）．
（3）现有20℃时满足曲线上B点指标的溶液，若要较大幅度地降低氯化钠的含量，除了采用蒸发结晶的方法外，还可用蒸发水分、降低温度等方法．

Answer 1

分析 （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；而20℃时氯化钠在水中的饱和溶液的溶质质量分数又可由题中曲线查出．当混合溶液中不含氢氧化钠即氢氧化钠的质量分数为0时（即A点），溶液为氯化钠在水中的饱和溶液，溶质质量分数为26.5%．
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．
（2）溶液中钠元素的质量分数即溶液中钠元素质量与溶液质量的比值；
（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．

解答 解：（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=$\frac{26.5}{100-26.5}$×100g≈36.1g；
由曲线上D（38.0，2.0）点坐标可得，溶液质量为100g且其中含38.0g氢氧化钠时，溶解氯化钠2.0g达到饱和，则此时氯化钠的溶解度=$\frac{2.0g}{100g-38.0g-2.0g}$×100g≈3.2g；
故答：36.1；3.2；
（2）由曲线上B（14.0，15.0）点坐标，假设此时溶液质量为100g，则溶液中氢氧化钠的质量=100g×14.0%=14.0g、氯化钠的质量=100g×15.0%=15.0g；
14.0gNaOH中Na元素质量=14.0g×$\frac{23}{40}$×100%=8.05g    15gNaCl中Na元素质量=15g×$\frac{23}{58.5}$×100%=5.89g
B点溶液中Na元素的质量分数=$\frac{8.05g+5.89g}{100g}$×100%≈13.94%
（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．可采取蒸发水分或降低温度浓缩溶液增大氢氧化钠的含量，结晶出氯化钠．
故答：蒸发水分，降低温度

点评 本题难度不是很大，主要考查了固体的溶解度曲线所表示的意义，及根据固体的溶解度曲线来解决相关的问题，从而培养分析问题、解决问题的能力．