Question

食盐是重要的化工原料，以食盐为原料的综合利用的流程图如下，请回答问题．

（1）除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子，加入的沉淀剂及顺序为NaOH、

 

﹑

 

．
（2）将滤液的pH调至酸性可除去的离子是

 

．
（3）向沉淀池中氨饱和的氯化钠中通入CO₂发生的两个反应是

 

、

 

；

 

（4）设计循环I应加入的是

 

，得到的副产品是

 

．
（5）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为

 

．
（6）向母液中通入氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品．通氨气的作用为

 

．
a．增大NH₄⁺的浓度，使NH₄Cl更多地析出
b．使NaHCO₃更多地析出
c．使NaHCO₃转化为Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl纯度
（7）如果再生产1mol Na₂CO₃理论上需要补充NaCl、NH₃、CO₂的物质的量分别为

 

．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）用氯化钡可以除去硫酸钠，用氢氧化钠可以除去氯化镁，用碳酸钠可以除去氯化钙和过量的氯化钡；
（2）稀盐酸能和氢氧化钠、碳酸钠反应，蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液；
（3）从流程图可以看出，沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠，根据生成物是碳酸氢钠，可推出反应物有水，同时可知碳酸氢钠为沉淀，反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵；
（4）流程关系分析，反应过程中氯化钠可以循环利用，提高原料利用率，副产品为氯化铵；
（5）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银；
（6）根据氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析；同时通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度；
（7）依据元素守恒和化学反应定量关系分析判断；

解答： 解：（1）加入氢氧化钠溶液时，能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，从而除去氯化镁；加入氯化钡时，能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，从而除去硫酸钠；加入碳酸钠溶液时，能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠，从而除去氯化钙和过量的氯化钡；过滤，向滤液中加入适量的稀盐酸时，可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去；
故答案为：BaCl₂，Na₂CO₃；
（2）稀盐酸能和氢氧化钠、碳酸钠反应，蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液，将滤液的pH调至酸性除去的离子是OH^-、CO₃^2-，故答案为：OH^-、CO₃^2-；
（3）从流程图可以看出，沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠，根据生成物是碳酸氢钠，可推出反应物有水，同时可知碳酸氢钠为沉淀，反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；或NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
故答案为：NH₃?H₂O+CO₂=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；或NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）因为氯化钠最后剩余在母液中，所以循环I是氯化钠的循环；反应生成的碳酸氢钠晶体析出后同时生成氯化铵是副产品；
故答案为：NaCl，NH₄Cl；
（5）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
故答案为：用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
（6）氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来，所以选项a正确；
通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度所以选项c正确，选项b错误．
故答案为：ac；
（7）如果再生产1mol Na₂CO₃，依据元素守恒和化学反应NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NH₄Cl+NaHCO₃↓，理论上需要补充NaCl物质的量2mol，NH₃物质的量为2mol，CO₂的物质的量为1mol；
故答案为：2mol，2mol，1mol；

点评：本题有一定的难度，必须对课本上的制碱法的反应原理和流程十分清楚，同时也考查了化学方程式的书写的技巧、实验过程分析与判断的能力．