Question

10．以空气、海水和贝壳为原料可进行多种化工生产，如图1是课本介绍的几种基本工业生产，根据各物质的转化关系回答下列问题：

（1）在粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂为：a．盐酸　b．氯化钡溶液　c．氢氧化钠溶液　d．碳酸钠溶液．则加入试剂的顺序是（填编号）bdca 或cbda或bcda．
（2）工业上从空气中分离出A是利用空气中沸点各成分的不同；
（3）C、D反应可制取一种常用的消毒剂，写出反应的离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；写出生成G+H的化学方程式：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）合成E时要使产率增大、反应速率加快，可采取的办法是②⑥
①减压　②加压　③升温　④降温　⑤及时从平衡混合气中分离出E　⑥补充A或B　⑦加催化剂　⑧减小A或B的量
（5）电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是d；
a．精制饱和食盐水进入阳极室        b．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
c．阴极产物为氢氧化钠和氢气        d．阳极的电极反应为：Cl₂+2e^-═2Cl^-
（6）母液中常含有MgCl₂、NaCl、MgSO₄、KCl等（其溶解度与温度的关系如图2所示），可进一步加工制得一些重要的产品．若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是NaCl和MgSO₄；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的KCl晶体．

Answer 1

分析 贝壳的主要成分为CaCO₃，加热可生成CaO和CO₂，由纯碱可知H为NaHCO₃，则F和E的反应应为侯氏制碱法的反应，由此可知F为CO₂，E为NH₃，G为NH₄Cl，A为分离空气得到的物质，所以A为N₂，所以B为H₂，电解食盐水得氯气、氢氧化钠和氢气，所以C、D为Cl₂和NaOH，
（1）根据根据SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易转化为沉淀而被除去，以及根据不能产生新杂质的要求排序，前面加入的过量溶液应用后加入的溶液除去，最后加入适量的溶液；
（2）根据氮气和氧气的沸点不同可以分离子空气得到氮气和氧气；
（3）氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠，水、二氧化碳、氨气、氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠；
（4）合成氨的反应是气体体积减小的放热反应，根据影响反应速率和平衡移动的因素答题；
（5）电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极，发生失电子的氧化反应；阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子不能通过；
（6）加热时析出晶体，说明该晶体溶解度随温度的升高而降低；降温时析出晶体，说明该晶体溶解度随温度的降低而降低以，用一定量的冷水洗涤该晶体，比较温度较低时两种物质的溶解度大小，溶解度小的物质就会析出．

解答 解：贝壳的主要成分为CaCO₃，加热可生成CaO和CO₂，由纯碱可知H为NaHCO₃，则F和E的反应应为侯氏制碱法的反应，由此可知F为CO₂，E为NH₃，G为NH₄Cl，A为分离空气得到的物质，所以A为N₂，所以B为H₂，电解食盐水得氯气、氢氧化钠和氢气，所以C、D为Cl₂和NaOH，
（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分别与BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na₂CO₃溶液能除去过量的BaCl₂溶液，盐酸能除去过量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以应先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入盐酸，所以正确顺序为BDCA 或 CBDA 或BCDA等，
故答案为：bdca 或cbda 或bcda；
（2）根据氮气和氧气的沸点不同可以分离子空气得到氮气和氧气，
故答案为：沸点；
（3）氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，水、二氧化碳、氨气、氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠，反应的方程式为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（4）合成氨的反应是气体体积减小的放热反应，所以要使产率增大、反应速率加快可以加压、补充氮气或氢气，故选②⑥；
（5）a、阳极是氯离子失电子发生氧化反应，精制饱和食盐水进入阳极室，故a正确；
b、阴极是氢离子得到电子生成氢气，纯水（加少量NaOH）进入阴极室，故b正确；
c、阴极是氢离子得到电子生成氢气发生还原反应，阴极附近水电离平衡破坏，氢氧根离子浓度增大结合钠离子生成氢氧化钠，故c正确；
d、阳极的电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故d错误；
故选d；
（6）观察溶解度图象，当温度大于60℃，随着温度的升高，MgSO₄的溶解度反而下降，NaCl的溶解度一直比较低．所以这两种物质就会结晶析出；
降温时析出晶体，说明该晶体溶解度随温度的降低而降低，从图象可以看出，MgCl₂和KCl随着温度的降低而下降，将母液R降温（降到30℃以下）析出晶体主要是MgCl₂，KCl，从图象可以看出，在温度较低时，MgCl₂的溶解度大于KCl的溶解度，所以冷水洗涤时较纯的KCl固体就会析出；
故答案为：NaCl和MgSO₄；KCl．

点评 本题考查了电解池的工作原理知识，粗盐提纯的实验方案设计步骤及注意事项以及化学方程式的书写，化学来源于生产、生活，又服务于生产、生活，学习中注意积累化学知识，才能综合应用，题目难度中等．