Question

工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，又称为“氯碱工业”。并能以它们为原料生产一系列化工产品。为提高原料的利用率，节能降耗。设计如图所示工艺流程，其中氯碱工业装置中的电极未标出。

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为___________________。

(2)为除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，正确的操作步骤的顺序是_______ (填序号）。

①过滤②加过量NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na₂CO₃溶液⑤加过量BaCl₂溶液

A.①④①②⑤③   B.①②⑤④①③    C.①②④⑤③      D.④②⑤

(3)图中NaOH溶液的质量分数a%、b%、c%，由大到小的顺序为_________。

(4)氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐。已知常温下，浓度均为0.1 mol/L的四种钠盐溶液pH如下表，下列说法不正确的是_______(填序号)。

溶质	Na2CO3	NaHCO3	NaClO	NaHSO3
pH	11.6	9.7	10.3	5.2

A.向氯水中加入NaHCO₃，可以增大氯水中次氯酸的浓度

B.四种溶液中，水的电离程度最大的是NaClO

C.常温下，相同物质的量浓度的H₂SO₃、H₂CO₃、HClO，pH最大的是HClO

D.四种盐的阴离子结合H⁺能力最强的是HCO₃^-

(5)若利用电解氯化钠溶液所得的气体制36.5%的浓盐酸100t，最少需要消耗食盐_________t。

(6)氯碱工业产品Cl₂可用于冶炼钛铁矿得到金属钛，流程如图。写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：____________________。       

(7)氮气和氩气是两种化学性质相对稳定的气体。镁还原TiCl₄的反应中为防止Mg和Ti被氧化选择稀有气体氩气。试用化学反应方程式解释不选用氮气的原因：__________________。

Answer

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ B c%>a%>b% BD 58.5 2FeTiO3+6C+7Cl2= 2FeCl3+2TiCl4+6CO 3Mg +N2Mg3N2

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）电解饱和食盐水的化学反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；（2）除去Ca2＋用Na2CO3，除去Mg2＋用NaOH，除去SO42－用BaCl2，除杂不能引入新杂质，即碳酸钠还有除去过量的BaCl2的作用，即Na2CO3放在BaCl2的后面，因此顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或者BaCl2、NaOH、Na2CO3或者BaCl2、Na2CO3、NaOH，然后过滤，再加入盐酸，故选项B正确；（3）产生氢气的一极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此a%>b%，通空气一极发生O2＋2H2O＋4e－=4OH－，因此有c%>a%,因此有c%>a%>b%；（4）根据盐类水解的规律，越弱越水解，即电离出H＋能力：H2SO3>H2CO3>HClO>HCO3－，A、氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，加入NaHCO3，发生NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2哦,NaHCO3不与次氯酸反应，促使平衡右移，HClO的浓度增大，故A的说法正确；B、对比pH，pH大的说明水解程度大，即Na2CO3水解程度最大，故B说法错误；C、根据上述分析，HClO酸性最弱，即pH最大，故C的说法正确；D、根据上述分析，电离出H＋能力越强，对应的酸根结合H＋能力越弱，即CO32－最强，故D说法错误；（5）浓盐酸中HCl的物质的量为100×106×36.5%/36.5mol=106mol，根据氯元素守恒，n(NaCl)=n(HCl)=106mol，即质量为106×58.5g=58.5×106g，合58.5t；（6）根据流程，反应方程式为2FeTiO3＋6C＋7Cl2=2FeCl3＋2TiCl4＋6CO；（7）因为Mg与N2反应，生成氮化镁，因此反应方程为3Mg +N2Mg3N2。