Question

【题目】氯碱厂用电解饱和食盐水制取烧碱，同时制盐酸的工艺流程如下：

（1）氯气加压能得到液氯，这利用了氯气______________的物理性质。

（2）在HCl合成塔中是_______气过量。

（3）按照图示流程，为了制得100吨36.5%的盐酸，理论上需氯化钠_______吨。

（4）实验室制备HCl气体的化学方程式：_________。

（5）利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸发，这样做的优点是_______。

（6）氯化氢气体可做美丽的喷泉实验。标准状况下，用容积为V升的圆底烧瓶，采用排空气法收集干燥的氯化氢，所得气体的平均式量是34.625。喷泉实验后，烧瓶中的溶液的体积为____，物质的量浓度为___。

（7）某化学兴趣小组进行粗盐（含有少量氯化钙和硫酸镁杂质）提纯实验，请结合实验过程回答下列问题。

步骤一：称取10g粗盐，倒入烧杯中后加入30mL水溶解。为加快溶解速率，可采取的方法是______（任写1种）。步骤二：依次加入稍过量的沉淀剂，充分反应后得到大量沉淀。沉淀剂加入顺序依次为（用化学式表示）：__________。步骤三：将混合物进行过滤，取滤液进行下一步操作。步骤四：往滤液中加入适量的____（填试剂名称），调节pH到7（用pH试纸测定），若该试剂不小心加过量，对所得到氯化钠的纯度____（填“有”或“没有”）影响。步骤五：将滤液倒入______中进行加热，等到______时，停止加热，利用余热蒸干。步骤六：晶体转入试剂瓶中待用。在步骤三和五中，玻璃棒的作用依次是____、____。若最终得到的氯化钠固体中还含有微量的NaBr和KCl，更简单的除杂方法是______。已知氯元素的近似相对原子质量为35.5，由、、构成的11.7gNaCl中含有___克。

Answer 1

【答案】易液化 氢 58.5 NaCl(s)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑ 充分利用能量 3V/4 0.045mol/L 用玻璃棒搅拌 NaOH、BaCl2、Na2CO3等 盐酸 没有 蒸发皿 有大量固体析出 引流 搅拌，防止局部温度过高造成固液飞溅 重结晶 1.85

【解析】

（1）氯气易液化，加压能得到液氯；

（2）由于氯气有毒，而氢气是无毒的；

（3）根据氯原子守恒可知，n（HCl）=n（NaCl）列式进行计算；

（4）实验室用氯化钠固体与浓硫酸加热反应生成氯化氢，据此写出方程式；

（5）利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸发；

（6）烧瓶内为HCl和空气的混合气体，根据M（平均）=m（混）/n（混）列方程求出氯化氢所占的体积；氯化氢易溶于水，所以溶液的体积等于氯化氢的体积，将此烧瓶倒置于水中做喷泉实验后，进入烧瓶的液体体积为HCl体积，据c=n/V计算出溶液的浓度；

（7）根据影响反应速率的因素分析加快溶解速率的方法；粗盐（含有少量氯化钙和硫酸镁杂质），因此先加过量氢氧化钠溶液，除去镁离子，再加入过量的氯化钡溶液，除去硫酸根离子，再加入过量的碳酸钠溶液，除去钙离子和剩余的钡离子；过滤除去沉淀，剩余氯化钠和碳酸钠的混合液，加入足量的盐酸，加热蒸发结晶，得到纯净的氯化钠固体；根据蒸发结晶、过滤的操作中玻璃棒的作用进行分析；根据氯原子守恒及M(平均相对原子质量)=m（混）/n（混）列方程进行计算。

（1）氯气易液化，加压能得到液氯；

故答案是：易液化；

（2）由于氯气有毒，而氢气是无毒的，因此，因此在HCl合成塔中，氢气过量，保证氯气完全反应；

故答案是：氢；

（3）根据氯原子守恒可知，n（HCl）=n（NaCl），100t×106×36.5%/36.5g/mol= n（NaCl）=106mol，所以m（NaCl）=106mol×58.5g/mol= 58.5×106g=58.5t；

故答案是：58.5；

（4）实验室用氯化钠固体与浓硫酸加热反应生成氯化氢，化学方程式为：NaCl(s)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑；

故答案是：NaCl(s)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑；

（5）利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸发，这样做的优点是充分利用能量；

故答案是：充分利用能量；

（6）用排气法收集HCl后，收集到的HCl气体不纯，含有空气，空气的平均相对分子质量为29，混合气体的平均相对分子质量为34.625；设烧瓶的体积为22.4L，则混合气体的总量为1mol；设HCl的体积为xL，空气的体积为（22.4-x）L，则[xL/22.4L/mol×36.5g/mol+（22.4-xL/22.4L/mol×29g/mol]÷1mol=34.625；解得：x=16.8L；喷泉实验后，氯化氢全部溶于水，因此烧瓶中的溶液的体积为氯化氢气体的体积，所以液体的体积占烧瓶体积的16.8L/22.4L=3/4；即进入烧瓶中的液体的体积为3V/4；盐酸溶液的物质的量浓度为[16.8L/22.4L/mol]/16.8L= 0.045mol/L；

故答案是：3V/4；0.045mol/L。

（7）步骤一：根据影响反应速率的因素分析可知，可采取用玻璃棒搅拌、用温水溶解等；步骤二：粗盐（含有少量氯化钙和硫酸镁杂质），因此先加过量氢氧化钠溶液，产生氢氧化镁沉淀（除去镁离子），再加入过量的氯化钡溶液，产生硫酸钡沉淀（除去硫酸根离子），再加入过量的碳酸钠溶液，产生碳酸钙、碳酸钡沉淀（除去钙离子和剩余的钡离子）；因此沉淀剂加入顺序依次为：NaOH、BaCl2、Na2CO3等；步骤四：将混合物进行过滤，滤液中含有剩余的碳酸钠和氯化钠，往滤液中加入适量的盐酸，反应生成氯化钠和水（溶液呈中性），通过蒸发结晶，得到纯净的氯化钠晶体；由于盐酸具有挥发性，受热易挥发，因此若盐酸不小心加过量，对所得到氯化钠的纯度没有影响；步骤五：将滤液倒入蒸发皿中进行加热，等到出现大量固体时，停止加热，利用余热蒸干。步骤三和五中，过滤时，玻璃棒起到引流作用；蒸发时，搅拌，防止局部温度过高造成固液飞溅；根据三种盐的溶解度变化规律，若最终得到的氯化钠固体中还含有微量的NaBr和KCl，可采用更简单的重结晶法的进行除杂；11.7gNaCl的物质的量为11.7g/58.5g/mol=0.2mol，0.2molNaCl中含有xmol、ymol，列方程：x+y=11.7/(23+35.5)=0.2mol；（35x+37y）/( x+y)= 35.5，解得y=0.05mol，11.7gNaCl中含有的质量m=nM=0.05mol×37=1.85g；

故答案是：用玻璃棒搅拌； NaOH、BaCl2、Na2CO3等； 盐酸； 没有；蒸发皿；有大量固体析出； 引流；搅拌，防止局部温度过高造成固液飞溅；重结晶；1.85。