题目内容
在化工生产中，原料往往不能全部转化成产品．某校学生对买来的工业固体烧碱的杂质成分进行研究，他们查阅资料得知：在工业上用食盐和水配成饱和食盐水，通过电解（通电）制得烧碱溶液，再将溶液浓缩即可得到固体烧碱，通电过程中还可得到氢气和氯气（Cl2）．他们推测该工业固体烧碱中可能含有碳酸钠、氯化钠，并设计了实验来验证假设．（1）请你帮助他们完成实验报告：
| 实验步骤 | 实验现象 | 结 论 |
| ①取样，加足量的水 | 固体完全溶解 | -- |
| ②用试管取上述试液，加入过量稀硝酸，塞上带导管的单孔塞；将导管的另一端插入 |
有 有 |
证明原固体烧碱中含有碳酸钠 |
| ③向试管中再加入硝酸银 | 有白色沉淀生成 | 证明原固体烧碱中含有 |
（ 3 ）现取100g室温下的饱和食盐水（此时质量分数约为26.5%）进行电解，当反应停止后，生成氯气的质量与时间的关系如图所示．请计算：参加反应的氯化钠的质量是多少？反应后所得烧碱溶液的质量分数是多少？（计算结果精确到0.001）
分析：（1）根据检验碳酸钠时用酸和澄清石灰水，检验氯化钠用硝酸银分析现象和结论，注意实验中要排除其他离子的干扰；
（2）根据反应物和生成物按照质量守恒定律书写化学方程式；
（3）根据化学方程式进行计算，分析图象可知生成氯气的质量，可以根据氯气的质量计算出参加反应的氯化钠的质量和生成的氢氧化钠容易的质量，进而计算出氢氧化钠溶液的溶质质量分数．
（2）根据反应物和生成物按照质量守恒定律书写化学方程式；
（3）根据化学方程式进行计算，分析图象可知生成氯气的质量，可以根据氯气的质量计算出参加反应的氯化钠的质量和生成的氢氧化钠容易的质量，进而计算出氢氧化钠溶液的溶质质量分数．
解答：答：（1）检验烧碱中可能含有碳酸钠的方法是用加入酸溶液，看生成的气体能否使石灰水变浑浊，为了不影响后面检验氯化钠，故选择硝酸检验碳酸钠，根据生成二氧化碳可判断含有碳酸钠，检验氯化钠用硝酸银，硝酸银和氯化钠反应生成白色的氯化银沉淀．
故答案为：
（2）根据题干提供的信息和质量守恒定律，工业上用电解饱和食盐水制烧碱的化学方程式为：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑．
故答案为：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）根据生成氯气的质量与时间的关系如图看出，生成氯气的质量质量为7.1g；
设参加反应的NaCl的质量为x，生成H2的质量为y，生成氢氧化钠的质量为z
2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH
117 71 2 80
x 7.1g y z
=
x=11.7g
=
y=0.2g
=
z=8.0g
反应后NaOH溶液中NaOH的质量分数为：
×100%=8.63%
答：参加反应的氯化钠是11.7克，反应后所得溶液中溶质的质量分数是8.63%．
故答案为：
| 实验步骤 | 实验现象 | 结 论 |
| ②澄清石灰水 | 气泡 白色沉淀 |
|
| ③ | 证 氯化钠 |
| ||
故答案为：2NaCl+2H2O
| ||
（3）根据生成氯气的质量与时间的关系如图看出，生成氯气的质量质量为7.1g；
设参加反应的NaCl的质量为x，生成H2的质量为y，生成氢氧化钠的质量为z
2NaCl+2H2O
| ||
117 71 2 80
x 7.1g y z
| 117 |
| 71 |
| x |
| 7.1g |
| 71 |
| 2 |
| 7.1g |
| y |
| 71 |
| 80 |
| 7.1g |
| z |
反应后NaOH溶液中NaOH的质量分数为：
| 8.0g |
| 100g-7.1g-0.2g |
答：参加反应的氯化钠是11.7克，反应后所得溶液中溶质的质量分数是8.63%．
点评：本题主要考查含杂质物质检验方法和化学方程式的计算及溶质质量分数的计算，难度较大．
注意：计算反应后溶液质量时，用反应前溶液质量减去生成气体的质量时，不但要减去氯气的质量，还要减去氢气的质量．
注意：计算反应后溶液质量时，用反应前溶液质量减去生成气体的质量时，不但要减去氯气的质量，还要减去氢气的质量．
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