题目内容

利用海水资源进行化工生产的部分工艺流程如图:

(1)流程I中,欲除去粗盐中含有的Ca2、Mg2、SO42等离子,需将粗盐溶解后,按序加入药品进行沉淀、过滤等。加入药品和操作的顺序可以是        
a.Na2CO3、NaOH、BaCl2、过滤、盐酸    b.NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸
c.NaOH、Na2CO3、BaCl2、过滤、盐酸   d.BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸
(2)流程II中,电解饱和NaCl溶液的离子方程式为                。通电开始后,阳极区产生的气体是     ,阴极附近溶液pH会    (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)流程III中,通过反应得到NaHCO3晶体。下图为NaCl、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3的溶解度曲线,其中能表示NaHCO3溶解度曲线的是    ,化学反应方程式是       

(4)流程IV中,所得纯碱常含有少量可溶性杂质,提纯它的过程如下:将碳酸钠样品加适量水溶解、       、过滤、洗涤2-3次,得到纯净Na2CO3?10H2O,Na2CO3?10H2O脱水得到无水碳酸钠,已知:
Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+H2O(g)  ΔH1=+58.73kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)==Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)  ΔH2=" +473.63" kJ·mol-1
把该过程产生的气态水完全液化释放的热能全部用于生产Na2CO3所需的能耗(不考虑能量损失),若生产1molNa2CO3需要耗能92.36kJ,由此得出:H2O(g)==H2O(l) △H =   

(16分)
(1)bd(3分,只选b或d得1分,全对得3分,凡其它有错答案不得分)。
(2) 2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑(2分,写“通电”不扣分、漏反应条件、无“↑”、未配平只扣1分); Cl2(或氯气)(1分),增大(1分)
(3)d (2分) NaCl + CO2 + NH3 + H2O="=" NaHCO3↓+ NH4Cl(2分,未写“↓”扣1分)
(4)蒸发浓缩  冷却结晶(2分)  — 44.00 kJ/mol(3分,无单位扣1分,没有符号“-”的不得分)

解析试题分析:(1)a项,虽然能除去杂质及过量碳酸钠和氢氧化钠,但是过量氯化钡没有除去,故a选项错误;b项,既能除去杂质及过量的氢氧化钠、氯化钡、碳酸钠,又不引入新的杂质,故b选项正确;c项,虽然能除去杂质及过量的氢氧化钠、碳酸钠,但是过量的氯化钡没有除去,故c选项错误;d项,既能除去杂质及过量的氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠,又不引入新的杂质,故d选项正确;(2)用惰性电解饱和食盐水可以制备氢氧化钠、氢气、氯气,该反应实质为2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑;阴离子移向阳极,氯离子比氢氧根离子容易失去电子,发生氧化反应,产生黄绿色的气体,即氯气;阳离子移向阴极,氢离子比钠离子容易得到电子,发生还原反应,则阴极产生无色气体,即氢气,由于氢离子被消耗,则阴极附近氢离子浓度减小,所以阴极附近溶液的pH增大;(3)流程III的反应属于复分解反应,即NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl(或者NH3+H2O==NH3?H2O、NH3?H2O+CO2==NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl="=" NaHCO3↓+NH4Cl),该反应能够发生的原因是NH4HCO3、NaCl的溶解度均大于NaHCO3,则图中溶解度最小的d表示NaHCO3;(4)由于被提纯物和杂质都是可溶物,杂质可能是NaCl等,根据混合物分离提纯的方法推断,应选择结晶法分离出碳酸钠晶体,因此需要将碳酸钠样品加适量水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶或降温结晶、过滤、洗涤,得到纯净的Na2CO3?10H2O,Na2CO3?10H2O脱水得到无水碳酸钠;先将已知两个热化学方程式编号为①②,观察发现①+②可得③Na2CO3·10H2O(s)==Na2CO3 (s)+10H2O(g)  ΔH3=" +532.36" kJ·mol-1,依题意可知④Na2CO3·10H2O(s)==Na2CO3 (s)+10H2O(l)  ΔH4=" +92.36" kJ·mol-1,观察发现(④—③)/10可以得到:H2O(g)="=" H2O(l)   ΔH=(ΔH4—ΔH3)/10=" —44" kJ·mol-1
考点:考查物质制备化学工艺流程,涉及粗盐的分离和提纯、电解饱和食盐水的原理、电极产物及电极附近溶液pH的变化、溶解度曲线在水溶液里复分解反应中的应用、化学方程式、盖斯定律、热化学方程式的书写等。

练习册系列答案
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铁元素是重要的金属元素,单质铁在工业和生活中使用得最为广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应。如铁与水反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)   △H
(1)上述反应的平衡常数表达式K=_______。
(2) 已知:①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)  △H1=-1118.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H2=-483.8kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  △H3=-571.8kJ/mol
则△H=_______。
(3)在t0C时,该反应的平衡常数K=16,在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe
H2O(g)
Fe3O4
H2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中H2O的平衡转化率为_______ (结果保留一位小数)。
②下列说法正确的是_______ (填编号)
A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态
C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(4)若将(3)中装置改为恒容绝热(不与外界交换能量)装置,按下表充入起始物质,起始时与平衡后的各物质的量见表:
 
Fe
H2O(g)
Fe3O4
H2
起始/mol
3.0
4.0
0
0
平衡/mol
m
n
p
q
 
若在达平衡后的装置中继续加入A、B、C三种状况下的各物质,见表:
 
Fe
H2O(g)
Fe3O4
H2
A/mol
3.0
4.0
0
0
B/mol
0
0
1
4
C/mol
m
n
p
q
 
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是
________(用A、B、C表示)。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp=2.79×10-39,而FeCl3溶液总是显示较强的酸性,若某FeCl3溶液的pH为3,则该溶液中c(Fe3+)=________mol ? L-1 (结果保留3位有效数字)

氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)            △H=" +" 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)            △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)     △H=    kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是  
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是    
(2)采矿废液中的CN-可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-  HSO4-H++ SO42-
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(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是    mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

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