Question

【题目】我国芒硝（Na2SO4·10H2O）的储量丰富，它是重要的化工原料。

（1）制备碳酸钠。

①以芒硝和碳酸氢铵为原料，在水溶液中经复分解反应析出NaHCO3晶体，其反应的化学方程式是________。

②已知：ⅰ．2NaOH(s) + CO2(g) == Na2CO3(s) + H2O(g) ΔH1＝127.4 kJ·mol 1

ⅱ．NaOH(s) + CO2(g) == NaHCO3(s) ΔH2＝131.5 kJ·mol 1

反应2NaHCO3(s) == Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) ΔH＝ ________ kJ·mol 1。

（2）制备烧碱和硫酸。

用右图所示装置，以惰性电极进行电解，ab、cd均为离子交换膜。则阳极区制备的溶液是________，阴极的电极反应式是________。

Answer 1

【答案】 Na2SO4 + 2NH4HCO3== 2NaHCO3↓+ (NH4)2SO4 +135.6 H2SO4溶液 2H+ + 2e– == H2↑或2H2O+ 2e– == H2↑+ 2OH

【解析】（1）①以芒硝和碳酸氢铵为原料，在水溶液中经复分解反应析出NaHCO3晶体，其反应的化学方程式是Na2SO4 + 2NH4HCO3== 2NaHCO3↓+ (NH4)2SO4。

②已知：ⅰ．2NaOH(s) + CO2(g) == Na2CO3(s) + H2O(g) ΔH1＝127.4 kJ·mol 1

ⅱ．NaOH(s) + CO2(g) == NaHCO3(s) ΔH2＝131.5 kJ·mol 1

由（ⅰ－ⅱ）可得，2NaHCO3(s) == Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)，所以该反应的ΔH＝（127.4 kJ·mol 1）-（131.5 kJ·mol 1） +135.6 kJ·mol 1。

（2）由图中信息可知，该装置左室为阴极室、右室为阳极室。因为电解后硫酸钠溶液浓度变小，所以电解过程中，硫酸根离子向阳极区移动、钠离子向阴极区移动。阳极氢氧根离子放电产生氧气，破坏了水的电离平衡，生成硫酸。阴极氢离子放电破坏了水的电离平衡生成氢氧化钠。综上所述，阳极区制备的溶液是H2SO4溶液，阴极的电极反应式是2H+ + 2e– == H2↑或2H2O+ 2e– == H2↑+ 2OH。