题目内容

15．现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：
低温

已知反应I为：NaCl+CO2+NH3+H2O$\frac{\underline{\;低温\;}}{\;}$NaHCO3↓+NH4Cl
（1）工业生产中，制备NH3的化学方程式是N2+3H22NH3．
（2）海水中含有大量的NaCl，以及少量的Ca2+、Mg2+、SO42-等离子．
①为得到纯净的饱和NaCl溶液，进行了如下操作．请补全操作步骤：
a．向浓缩后的海水中加入过量的氢氧化钠溶液后，过滤；
b．向滤液中加过量的BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液，过滤；
c．向滤液中加过量的Na2CO3溶液，过滤；
d．向滤液中加入足量的稀盐酸；
e．加热煮沸一段时间，得到饱和NaCl溶液．
②步骤c中反应的离子方程式是Ca2++CO32-═CaCO3↓ Ba2++CO32-═BaCO3↓．
（3）反应II的化学方程式是2NaHCO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
（4）制得的纯碱中含有少量NaCl．取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸，得到标准状况下1120mL CO2．则样品中纯碱的质量分数是96.4%（保留1位小数）．

分析 （1）工业上用氮气和氢气来合成氨气；
（2）①加入氢氧化钠溶液的目的是为了除去Mg2+；除去SO42-用BaCl2溶液，除去Ca2+和过量的Ba2+用Na2CO3溶液，据此分析；
②步骤c是加入过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和过量的Ba2+；
（3）由NaHCO3制取CO2和Na2CO3用加热的方法；
（4）求出二氧化碳的物质的量，然后根据1molNa2CO3～1molCO2求出Na2CO3的物质的量，继而求出Na2CO3的质量m=nM，然后根据纯碱的质量分数=$\frac{m（N{a}_{2}C{O}_{3}）}{m样品}×100%$来计算．

解答 解：（1）工业上用氮气和氢气来合成氨气，化学方程式为：N2+3H22NH3，故答案为：N2+3H22NH3；
（2）①加入氢氧化钠溶液的目的是为了除去Mg2+；除去SO42-用BaCl2溶液，除去Ca2+和过量的Ba2+用Na2CO3溶液，故可知步骤b中应加入BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液，步骤c应加入过量的Na2CO3溶液，故答案为：加过量的BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液；加过量的Na2CO3溶液；
②步骤c是加入过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和过量的Ba2+，故离子方程式为Ca2++CO32-═CaCO3↓、Ba2++CO32-═BaCO3↓，故答案为：Ca2++CO32-═CaCO3↓，Ba2++CO32-═BaCO3↓；
（3）NaHCO3固体加热即可分解为CO2和Na2CO3和水，方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O，故答案为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O；
（4）二氧化碳的物质的量n=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，而1molNa2CO3～1molCO2，故Na2CO3的物质的量为0.05mol，则Na2CO3的质量m=nM=0.05mol×106g/mol=5.3g，故纯碱的质量分数=$\frac{m（N{a}_{2}C{O}_{3}）}{m样品}×100%$=$\frac{5.3g}{5.5g}×100%$=96.4%，故答案为：96.4%；

点评 本题考查了化学方程式的有关计算和方程式的书写，并考查了粗盐的除杂，难度不大，应注意除杂试剂的加入顺序．

练习册系列答案
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5．1838年李比希提出了“基团”的定义，从此，有机化学中“基团”概念就确定了，下列有机基团的表达式不正确的是（　　）
A．甲基-CH3B．羟基-OH-C．醛基-CHOD．羧基-COOH
6．用如图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（　　）
①中的物质②中的物质预测①的现象
A酚酞溶液浓盐酸无明显现象
B淀粉KI溶液浓硝酸无明显现象
CAlCl3溶液浓氨水有白色沉淀
D湿润红纸条饱和氯水红纸条褪色
A．AB．BC．CD．D
3．已知氯水中存在反应：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，取5mL饱和氯水进行如下实验．下列说法中，正确的是（　　）
A．加5 mL水，c （H+）增大B．加少量NaCl固体，c （H+）不变
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20．下列说法错误的是（　　）
A．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
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4．某学习小组在实验室研究SO2与Ba（NO3）2溶液的反应：
实验：向盛有2mL 0.1mol/L Ba（NO3）2溶液的试管中，缓慢通入SO2气体，试管内有白色沉淀产生，液面上方略显浅棕色．
探究1：白色沉淀产生的原因．
（1）白色沉淀是BaSO4．
（2）分析白色沉淀产生的原因，甲同学认为是NO3-氧化了SO2，乙同学认为是溶液中溶解的O2氧化了SO2．
①支持甲同学观点的实验证据是液面上方略显浅棕色．
②依据甲的推断，请写出Ba（NO3）2溶液与SO2反应的离子方程式3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+．
③乙同学通过下列实验证明了自己的推测正确，请完成实验方案：

实验操作实验现象

向2mL0.1mol/LBaCl2 溶液（填化学式）中通入SO2
试管内有白色沉淀产生
探究2：在氧化SO2的过程中，NO3-和O2哪种微粒起到了主要作用．
实验操作实验数据
向烧杯中加入煮沸了的0.1mol/L的BaCl2溶液25mL，再加入25mL植物油，冷却至室温，用pH传感器测定溶液pH随时间（t）的变化曲线
图1：向BaCl2（无氧）溶液中通入SO2
向烧杯中分别加入25mL 0.1mol/L的BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液，通入SO2，用pH传感器分别测定溶液pH随时间（t）变化的曲线．
图2：分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2
（3）图1，在无氧条件下，BaCl2溶液pH下降的原因是SO2+H2O?H2SO3，H2SO3?HSO3-+H+．
（4）图2，BaCl2溶液中发生反应的离子方程式为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+．
（5）依据上述图象你得出的结论是在氧化SO2的过程中，O2起了主要作用，说明理由在BaCl2溶液中起氧化作用的是O2，在Ba（NO3）2溶液中起氧化作用的是O2和NO3-，而图2中，分别向BaCl2、Ba（NO3）2溶液中通入SO2，pH变化趋势、幅度接近，因此起氧化作用的主要是O2．
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