食盐不仅是生活必需品,也是生产氯气和烧碱的重要原料.下图1是工业电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图.
(1)B处出口产生的物质是______;C处进口的物质是______.
(2)______离子被阳离子交换膜阻止进入阳极区,原因是______.
(3)如图2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).
①20℃时,氯化钠在水中的溶解度为______g.
②D点处氢氧化钠的物质的量浓度约为多大?(已知D点处溶液的密度约为1.4g•mL-1,计算结果保留两位有效数字)______
③若现有20℃时,满足曲线上B点指标的溶液,可用______方法尽可能地降低氯化钠的含量,达到提纯氢氧化钠的目的.
(1)工业电解饱和食盐水,依据图装置分析,钠离子移向F极,说明F为阴极,E电极为阳极析出的是氯气,F电极析出的是氢气;故答案为:氢气;饱和食盐水;
(2)F电极生成氢气破坏了水的电离生成氢氧根离子,阳离子交换膜阻止氢氧根离子进入阳极区失电子生成氧气,混入氯气中;
故答案为:氢氧根; 避免氧气生成;
(3)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=
×100g≈36.1g;26.5 100-26.5
故答:36.1;
②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.混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时的物质的量浓度c=
=13mol/L;1000cm3/L×1.4g/cm3×38.0% 40g/mol
故答案为:13;
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.可采取蒸发水分浓缩溶液增大氢氧化钠的含量,结晶出氯化钠.
故答案:蒸发结晶.