Question

（2013?惠州一模）利用海水資源進行化工生產的部分工藝流程如下圖所示：

（1）流程Ⅰ中，欲除去粗鹽中含有的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子，需將粗鹽溶解后，按序加入藥品進行沉淀、過濾．其加入藥品順序合理的是

bd

．
a．Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂溶液               b．NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃溶液
c．NaOH、Na₂CO₃、BaCl₂溶液               d．BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH溶液
（2）流程Ⅱ中，電解飽和NaCl溶液的離子方程式為

2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

．從原子結構角度分析陰極之所以得到H₂其根本原因是

陽離子為Na⁺和H⁺，H⁺的半徑比Na⁺的半徑小，得電子的能力強

．
（3）流程Ⅲ中，通過化學反應得到NaHCO₃晶體．下圖為NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃、NH₄HCO₃的溶解度曲線，其中能表示NaHCO₃溶解度曲線的是

d

，化學反應方程式是

NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl

．

（4）流程Ⅳ中，所得純堿常含有少量可溶性雜質，提純它的過程如下：
①將碳酸鈉樣品加適量水溶解、

蒸發濃縮

、

冷卻結晶

、過濾、洗滌2-3次，得到純凈Na₂CO₃?10H₂O．
②對Na₂CO₃?10H₂O脫水得到無水碳酸鈉．
已知：Na₂CO₃?H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H₁=+58.73kJ?mol^-1
     Na₂CO₃?10H₂O（s）=Na₂CO₃?H₂O（s）+9H₂O（g）△H₁=+473.63kJ?mol^-1
如把該過程中產生的氣態水液化，將釋放的熱量反補給該生產過程所需的能耗，若不考慮能量無效損失，則理論上生產1molNa₂CO₃只需耗能92.36kJ，由此得出：H₂O（g）=H₂O（l）△H=

-44.00KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根據鎂離子會與氫氧根離子和碳酸根離子生成沉淀，鈣離子會與碳酸根離子生成沉淀，硫酸根離子會與鋇離子生成沉淀，加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉等進行分析．
（2）依據電解原理分析判斷產物書寫離子方程式；陰極上是陽離子得到電子發生還原反應，氫離子和鈉離子的離子結構和離子半徑來分析得到電子的能力；
（3）流程Ⅲ是在飽和的氯化鈉溶液中先通入氨氣，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨；物質中碳酸氫鈉的溶解度最小；
（4）①依據溶液中得到溶質晶體的方法是通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌；
②依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；

解答：（1）過濾可以除去生成的沉淀和泥沙，加入過量的氫氧化鈉可以除去鎂離子，加入氯化鋇可以除去硫酸根離子，加入適量的碳酸鈉可以除去鈣離子和反應剩余的氯化鋇；加入適量的鹽酸可以除去反應剩余的氫氧化鈉和碳酸鈉；
a、Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂溶液此順序中鋇離子不能除去，故a錯誤；
b、NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃溶液此順序可以除去雜質離子，故b正確；
c、NaOH、Na₂CO₃、BaCl₂溶液此順序不能除去鋇離子，故c錯誤；
d、BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH溶液次順序可以除去雜質離子不引入新的雜質，故d正確；
故選bd；
（2）電解飽和NaCl溶液的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；陰極之所以得到H₂其原因是溶液中的陽離子移向陰極的有鈉離子和氫離子，H⁺的半徑比Na⁺的半徑小，得電子的能力強所以氫離子先達到電子發生還原反應．
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；陽離子為Na⁺和H⁺，H⁺的半徑比Na⁺的半徑小，得電子的能力強；
（3）依據反應原理可知，向飽和氯化鈉溶液中先通入氨氣，為了增大二氧化碳的反應量，利于碳酸氫鈉晶體析出，反應的化學方程式為：NaCl+CO₂ +NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃、NH₄HCO₃ 反應可知，碳酸氫鈉在同溫度下最小，曲線d為碳酸氫鈉；
故答案為：d，NaCl+CO₂ +NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（4）①將碳酸鈉樣品加適量水溶解，通過蒸發濃縮，冷卻結晶析出，過濾得到晶體；
故答案為：蒸發濃縮，冷卻結晶；
②Na₂CO₃?H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H₁=+58.73kJ?mol^-1   （1）
Na₂CO₃?10H₂O（s）=Na₂CO₃?H₂O（s）+9H₂O（g）△H₁=+473.63kJ?mol^-1      （2）
（1）+（2）得到Na₂CO₃?10H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+10H₂O（g）△H₃=+532.36kJ?mol^-1
若不考慮能量無效損失，則理論上生產1molNa₂CO₃只需耗能92.36kJ；
所以水變化為液體時放熱532.36KJ-92，36KJ=440KJ，10H₂O（g）=10H₂O（l）△H₄=-440KJ/mol
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0KJ/mol；
故答案為：-44.0KJ/mol；

點評：本題考查了混合物分離的實驗方法和試劑選擇，工業制備純堿的流程分析判斷，蓋斯定律計算應用，注意除雜的最后不能再有其他雜質，過濾要放在所有沉淀步驟的最后．題目難度中等．