Question

6．海洋是人类巨大的资源宝库．海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧．某化学兴趣小组同学参观某地化工厂后，绘制了生产纯碱的工艺流程图如图所示：

请你完成下列问题：
（1）请写出反应a的化学方程式：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）工业上利用操作Ⅰ获得氮气，操作Ⅰ的方法是在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发分离液态空气．由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点（-183℃）低，因此，氮气首先从液态空气中蒸发出来．
（3）反应b中，首先从溶液中析出的物质是碳酸氢钠晶体，其原因是碳酸氢钠的溶解度较小．
（4）粗盐中除了氯化钠，还有少量泥沙、氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质．操作Ⅱ的做法是：将粗盐溶解，在除去难溶性杂质后的食盐水中，依次加入过量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液，过滤去除沉淀后，再加入适量的盐酸调节溶液至中性，最后经蒸发结晶获得精盐．
①操作Ⅱ中，除去氯化镁发生反应的化学方程式为2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
②操作Ⅱ中，加入过量的碳酸钠溶液的目的是除去杂质氯化钙．

Answer 1

分析 （1）据流程图知a为碳酸钙高温分解为氧化钙、二氧化碳；
（2）任何液态物质都有一定的沸点．这样利用物质的这一物理性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发分离液态空气．由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点（-183℃）低，因此，氮气首先从液态空气中蒸发出来；
（3）反应b中，因碳酸氢钠的溶解度较小，故首先从溶液中析出；
（4）Ⅰ据氯化镁与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化镁沉淀解答；
Ⅱ操作Ⅱ中，加入过量的碳酸钠溶液的目的是除去杂质中的氯化钙．

解答 解：（1）据流程图知a为碳酸钙高温分解为氧化钙、二氧化碳，反应的方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）任何液态物质都有一定的沸点．这样利用物质的这一物理性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发分离液态空气．由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点（-183℃）低，因此，氮气首先从液态空气中蒸发出来；
（3）反应b中，因碳酸氢钠的溶解度较小，故首先从溶液中析出；
（4）Ⅰ、氯化镁与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化镁沉淀，反应的方程式为：2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
Ⅱ、碳酸钠和氯化钙会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以步骤Ⅱ加入过量碳酸钠溶液的目的是：除去杂质氯化钙．
故答案为：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发分离液态空气．由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点（-183℃）低，因此，氮气首先从液态空气中蒸发出来；
（3）碳酸氢钠的溶解度较小；
（4）Ⅰ、2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；Ⅱ、除去杂质氯化钙．

点评 本考点属于物质的分离和提纯，还考查了混合物的分离方法及粗盐提纯的有关知识，是中考的重点也是一个难点．本题利用流程图中的现象和实验方案的设计，考查同学们的判断能力，同学们只要认真分析，根据条件综合把握，问题就会迎刃而解．