Question

【题目】某种制取纯碱的生产流程如下图所示：

完成下列填空：

（1）N原子核外有_______种不同运动状态的电子，它的最外层电子排布式是________；组成纯碱的元素原子半径从大到小依次为___________________。

（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥时要避开高温、大风天气，原因是_______________。

（3）用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱”的原因_____________________________ 。

（4）结合下图用溶解平衡理论解释反应II的反应原理____________________________________。

（5）在向母液中通入石灰乳进行蒸氨之前，通常需要先将母液加热。若不加热，加入石灰乳容易产生沉淀堵塞管道，生成的沉淀是________。

（6）上述流程中可以循环利用的物质有________，副产物是______________。

（7）利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程，指出不足之处____________________（写一条）。

Answer 1

【答案】7 2s22p3 Na > C >O 氨水易挥发，大风高温天气加速氨气挥发从而失去肥效 CO32- + H2O HCO3- + OH- 碳酸氢钠溶解度最小；反应I生成高浓度HCO3-，反应II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的离子浓度超出碳酸氢钠饱和溶液浓度，所以析出碳酸氢钠 CaCO3 CO2，NH3 CaCl2 有副产物生成，原料没有充分利用（或母液中有大量氯化钠与氯化钙一起排出，原料没有充分利用。）

【解析】

（1）N原子核电荷数为7，核外有7个电子，每一个电子的运动状态都不相同，所以氮原子核外有7种不同运动状态的电子，它的最外层电子排布式是2s22p3；纯碱所含元素分别为：钠、碳、氧，电子层数越多，原子半径越大，同一周期，从左到右，原子半径减小，因此钠、碳、氧三种元素原子半径从大到小依次为Na > C >O；正确答案：7；2s22p3；Na > C >O。

（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥时要避开高温、大风天气，原因是氨水易挥发，大风高温天气加速氨气挥发从而失去肥效；正确答案：氨水易挥发，大风高温天气加速氨气挥发从而失去肥效。

（3）碳酸钠在水中发生水解，生成碳酸氢钠和氢氧化钠，离子方程式为CO32- + H2O HCO3- + OH- ；正确答案： CO32- + H2O HCO3- + OH- 。

（4）根据图示，碳酸氢钠溶解度最小；反应I生成高浓度HCO3-，反应II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的离子浓度超出碳酸氢钠饱和溶液浓度，所以析出碳酸氢钠；正确答案：碳酸氢钠溶解度最小；反应I生成高浓度HCO3-，反应II加入大量Na+，造成溶液中HCO3-和Na+的离子浓度超出碳酸氢钠饱和溶液浓度，所以析出碳酸氢钠。

（5）母液中含有氯化铵和极少量的碳酸氢钠， 碳酸氢钠溶液与石灰乳反应生成碳酸钙沉淀，易堵塞管道，正确答案：CaCO3。

（6）上述流程中，氨气、二氧化碳既是反应物，也是生成物，因此在整个流程中可以循环利用；整个反应中氢氧化钙与氯化铵反应生成了氨气和氯化钙副产物；正确答案：CO2，NH3 ；CaCl2。

（7）利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程，其不足之处是有副产物生成，原料没有充分利用（或母液中有大量氯化钠与氯化钙一起排出，原料没有充分利用）；正确答案：有副产物生成，原料没有充分利用（或母液中有大量氯化钠与氯化钙一起排出，原料没有充分利用）。