Question

工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖1所示．

（1）粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，粗制后可得飽和NaCl溶液，精制時通常在溶液中依次中加入過量的BaCl₂溶液、過量的NaOH溶液和過量的Na₂CO₃溶液，過濾后向濾液中加入鹽酸至溶液呈中性．請寫出加入Na₂CO₃溶液后相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：______．
（2）本工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄、Mg（OH）₂，能否按Br₂、Mg（OH）₂、CaSO₄的順序制備？______（填“能”或“否”），原因是______．
（3）氯化鈉是重要的氯堿工業(yè)化工的原料．電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽．離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是______．
A．Cl^-      B．Na⁺       C．OH^-        D．Cl₂
（4）飽和食鹽水電解時與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應(yīng)為______，與電源負極線連的電極附近溶液pH______（變大、不變、變�。�．
（5）氯化鈉的可用于生產(chǎn)純堿，我國化學(xué)家侯德榜改革國外生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程簡要表示如圖2：

①上述生產(chǎn)純堿的方法稱______，副產(chǎn)品的一種用途為______．
寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式______．使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了______（填上述流程中的編號）的循環(huán)．從沉淀池中取出沉淀的操作是______．
②合成氨原料氣中氮氣制備的方法之一為______，另一原料氣氫氣的制取化學(xué)方程式為______ CO+H₂，CO+H₂OCO₂+H₂

Answer 1

【答案】分析：（1）Na₂CO₃可以把過量的鋇離子轉(zhuǎn)化為沉淀，同時能夠和鈣離子結(jié)合生成沉淀；
（2）根據(jù)若先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀；硫酸鈣屬于微溶物，可以先使其沉淀下來，在沉淀鎂離子，若先沉淀鎂離子，則會有部分硫酸鈣摻雜在氫氧化鎂中，使固體不純；
（3）電解飽和食鹽水水時為了提高產(chǎn)率，通常將中間加入離子膜，只允許陽離子和水分子通過，電解飽和食鹽水時兩極都可以用石墨做電極；
（4）電解池中陽極和電源正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極和電源負極相連，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，破壞了陰極附近水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大；
（5）①據(jù)聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應(yīng)式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；主要的副產(chǎn)物為氯化銨，需要考慮氯化銨的回收利用，要提高原料的利用率，可以用循環(huán)使用的方法，結(jié)合流程圖中的反應(yīng)過程分析判斷；
②分離液態(tài)空氣制得氮氣；碳和水蒸氣反應(yīng)生成氫氣；
③沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，
④檢驗氯離子的方法為用硝酸酸化的硝酸銀來檢驗，若出現(xiàn)氯化銀沉淀則說明有氯離子存在等知識點來解題．
解答：解：（1）Na₂CO₃可以把過量的鋇離子轉(zhuǎn)化為沉淀：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，Na₂CO₃可以和鈣離子結(jié)合生成沉淀：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
（2）工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg（OH）₂，不能沉淀Mg（OH）₂，硫酸鈣為微溶物，如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，使產(chǎn)品不純．
故答案為：否．如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，產(chǎn)品不純；
（3）電解飽和食鹽水，用石墨做電極，電解槽離子膜或隔膜，允許陽離子（或Na⁺）和水分子通過，不允許陰離子通過；陽極生成氯氣，
故答案為：B；
（4）飽和食鹽水電解時與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應(yīng)為溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，2Cl^--2e^-=Cl₂↑；陰極和電源負極相連，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，破壞了陰極附近水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大；與電源負極相連的電極附近溶液PH增大；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；增大；
（5）①目前工業(yè)制堿方法有二：氨堿法和聯(lián)合制堿法．題中方法由我國侯德邦所創(chuàng)，稱為侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到碳酸氫鈉同時得到氯化銨，故副產(chǎn)物為氯化銨，氯化銨可用來制作化肥，在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應(yīng)的原料同時也是反應(yīng)的副產(chǎn)物，可以循環(huán)利用；因為氯化鈉最后剩余在母液中，所以循環(huán)I是氯化鈉的循環(huán)；分離沉淀的方法是過濾．
故答案為：聯(lián)合制堿法，做化肥；CO₂；I； 過濾
②合成氨原料氣中氮氣制備的方法之一是分離液態(tài)空氣方法分離得到氮氣，氫氣用碳和水蒸氣反應(yīng)生成；反應(yīng)化學(xué)方程式為：C+H₂OCO+H₂，CO+H₂OCO₂+H₂；
故答案為：液體空氣分離方法，C+H₂OCO+H₂，CO+H₂OCO₂+H₂；
③從流程圖可以看出，沉淀池中加入的反應(yīng)物有氨氣、二氧化碳、氯化鈉，根據(jù)生成物是碳酸氫鈉，可推出反應(yīng)物有水，同時可知碳酸氫鈉為沉淀．
反應(yīng)原理首先是氨氣、二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸氫氨，然后碳酸氫氨和氯化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)交換成分生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨．為增大二氧化碳的吸收，應(yīng)先向飽和氯化鈉飽和溶液中通入氨氣，再通入二氧化碳；
故答案為：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓或NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；向氨化的飽和氯化鈉溶液中通入二氧化碳氣體得到碳酸氫鈉晶體；
④檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗是否含氯離子，可以用硝酸酸化的硝酸銀，觀察到若產(chǎn)生白色沉淀則說明有氯化鈉存在，
故答案為：用硝酸酸化的硝酸銀，觀察產(chǎn)生白色沉淀；
點評：本題考查了電解飽和食鹽水的裝置，海水提取物質(zhì)的先后順序，氯化鈉與粗鹽提純的步驟及注意事項以及化學(xué)方程式的書寫，離子檢驗方法的應(yīng)用，同時還考查了電解池中氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識，題目難度中等．