Question

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Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－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 =　   。

 

Answer 1

【答案】

（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。