Question

【題目】氯堿廠用電解飽和食鹽水制取燒堿，同時制鹽酸的工藝流程如下：

（1）氯氣加壓能得到液氯，這利用了氯氣______________的物理性質。

（2）在HCl合成塔中是_______氣過量。

（3）按照圖示流程，為了制得100噸36.5%的鹽酸，理論上需氯化鈉_______噸。

（4）實驗室制備HCl氣體的化學方程式：_________。

（5）利用HCl合成時放出的熱量來產生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸發，這樣做的優點是_______。

（6）氯化氫氣體可做美麗的噴泉實驗。標準狀況下，用容積為V升的圓底燒瓶，采用排空氣法收集干燥的氯化氫，所得氣體的平均式量是34.625。噴泉實驗后，燒瓶中的溶液的體積為____，物質的量濃度為___。

（7）某化學興趣小組進行粗鹽（含有少量氯化鈣和硫酸鎂雜質）提純實驗，請結合實驗過程回答下列問題。

步驟一：稱取10g粗鹽，倒入燒杯中后加入30mL水溶解。為加快溶解速率，可采取的方法是______（任寫1種）。步驟二：依次加入稍過量的沉淀劑，充分反應后得到大量沉淀。沉淀劑加入順序依次為（用化學式表示）：__________。步驟三：將混合物進行過濾，取濾液進行下一步操作。步驟四：往濾液中加入適量的____（填試劑名稱），調節pH到7（用pH試紙測定），若該試劑不小心加過量，對所得到氯化鈉的純度____（填“有”或“沒有”）影響。步驟五：將濾液倒入______中進行加熱，等到______時，停止加熱，利用余熱蒸干。步驟六：晶體轉入試劑瓶中待用。在步驟三和五中，玻璃棒的作用依次是____、____。若最終得到的氯化鈉固體中還含有微量的NaBr和KCl，更簡單的除雜方法是______。已知氯元素的近似相對原子質量為35.5，由、、構成的11.7gNaCl中含有___克。

Answer 1

【答案】易液化 氫 58.5 NaCl(s)+H2SO4(濃) NaHSO4+HCl↑ 充分利用能量 3V/4 0.045mol/L 用玻璃棒攪拌 NaOH、BaCl2、Na2CO3等 鹽酸 沒有 蒸發皿 有大量固體析出 引流 攪拌，防止局部溫度過高造成固液飛濺 重結晶 1.85

【解析】

（1）氯氣易液化，加壓能得到液氯；

（2）由于氯氣有毒，而氫氣是無毒的；

（3）根據氯原子守恒可知，n（HCl）=n（NaCl）列式進行計算；

（4）實驗室用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應生成氯化氫，據此寫出方程式；

（5）利用HCl合成時放出的熱量來產生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸發；

（6）燒瓶內為HCl和空氣的混合氣體，根據M（平均）=m（混）/n（混）列方程求出氯化氫所占的體積；氯化氫易溶于水，所以溶液的體積等于氯化氫的體積，將此燒瓶倒置于水中做噴泉實驗后，進入燒瓶的液體體積為HCl體積，據c=n/V計算出溶液的濃度；

（7）根據影響反應速率的因素分析加快溶解速率的方法；粗鹽（含有少量氯化鈣和硫酸鎂雜質），因此先加過量氫氧化鈉溶液，除去鎂離子，再加入過量的氯化鋇溶液，除去硫酸根離子，再加入過量的碳酸鈉溶液，除去鈣離子和剩余的鋇離子；過濾除去沉淀，剩余氯化鈉和碳酸鈉的混合液，加入足量的鹽酸，加熱蒸發結晶，得到純凈的氯化鈉固體；根據蒸發結晶、過濾的操作中玻璃棒的作用進行分析；根據氯原子守恒及M(平均相對原子質量)=m（混）/n（混）列方程進行計算。

（1）氯氣易液化，加壓能得到液氯；

故答案是：易液化；

（2）由于氯氣有毒，而氫氣是無毒的，因此，因此在HCl合成塔中，氫氣過量，保證氯氣完全反應；

故答案是：氫；

（3）根據氯原子守恒可知，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）實驗室用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應生成氯化氫，化學方程式為：NaCl(s)+H2SO4(濃) NaHSO4+HCl↑；

故答案是：NaCl(s)+H2SO4(濃) NaHSO4+HCl↑；

（5）利用HCl合成時放出的熱量來產生水蒸汽，用于NaOH溶液的蒸發，這樣做的優點是充分利用能量；

故答案是：充分利用能量；

（6）用排氣法收集HCl后，收集到的HCl氣體不純，含有空氣，空氣的平均相對分子質量為29，混合氣體的平均相對分子質量為34.625；設燒瓶的體積為22.4L，則混合氣體的總量為1mol；設HCl的體積為xL，空氣的體積為（22.4-x）L，則[xL/22.4L/mol×36.5g/mol+（22.4-xL/22.4L/mol×29g/mol]÷1mol=34.625；解得：x=16.8L；噴泉實驗后，氯化氫全部溶于水，因此燒瓶中的溶液的體積為氯化氫氣體的體積，所以液體的體積占燒瓶體積的16.8L/22.4L=3/4；即進入燒瓶中的液體的體積為3V/4；鹽酸溶液的物質的量濃度為[16.8L/22.4L/mol]/16.8L= 0.045mol/L；

故答案是：3V/4；0.045mol/L。

（7）步驟一：根據影響反應速率的因素分析可知，可采取用玻璃棒攪拌、用溫水溶解等；步驟二：粗鹽（含有少量氯化鈣和硫酸鎂雜質），因此先加過量氫氧化鈉溶液，產生氫氧化鎂沉淀（除去鎂離子），再加入過量的氯化鋇溶液，產生硫酸鋇沉淀（除去硫酸根離子），再加入過量的碳酸鈉溶液，產生碳酸鈣、碳酸鋇沉淀（除去鈣離子和剩余的鋇離子）；因此沉淀劑加入順序依次為：NaOH、BaCl2、Na2CO3等；步驟四：將混合物進行過濾，濾液中含有剩余的碳酸鈉和氯化鈉，往濾液中加入適量的鹽酸，反應生成氯化鈉和水（溶液呈中性），通過蒸發結晶，得到純凈的氯化鈉晶體；由于鹽酸具有揮發性，受熱易揮發，因此若鹽酸不小心加過量，對所得到氯化鈉的純度沒有影響；步驟五：將濾液倒入蒸發皿中進行加熱，等到出現大量固體時，停止加熱，利用余熱蒸干。步驟三和五中，過濾時，玻璃棒起到引流作用；蒸發時，攪拌，防止局部溫度過高造成固液飛濺；根據三種鹽的溶解度變化規律，若最終得到的氯化鈉固體中還含有微量的NaBr和KCl，可采用更簡單的重結晶法的進行除雜；11.7gNaCl的物質的量為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中含有的質量m=nM=0.05mol×37=1.85g；

故答案是：用玻璃棒攪拌； NaOH、BaCl2、Na2CO3等； 鹽酸； 沒有；蒸發皿；有大量固體析出； 引流；攪拌，防止局部溫度過高造成固液飛濺；重結晶；1.85。