Question

8．電解法促進橄欖石（主要成分是Mg₂SiO₄）固定CO₂的部分工藝流程如圖1：
已知：Mg₂SiO₄（s）+4HCl（aq）═2MgCl₂（aq）+SiO₂ （s）+2H₂O（l）△H=-49.04kJ•mol^-1

注：堿式碳酸鎂3MgCO₃•Mg（OH）₂•3H₂O
（1）固碳時主要反應的方程式為NaOH（aq）+CO₂ （g）=NaHCO₃ （aq），該反應所用反應物主要是工業(yè)上通過電解法得到，請在圖1虛框內(nèi)補充一步工業(yè)生產(chǎn)流程．
（2）流程圖中濾渣的主要成分是SiO₂．
（3）寫出礦化反應的離子方程式3HCO₃^-+4Mg²⁺+5H₂O+5NH₃═Mg₂（OH）₂CO₃↓+5 NH₄⁺．
（4）下列物質(zhì)中也可用作“固碳”的是c．（填字母）
a．CaCl₂  b．CH₃COONa  c．（NH₄）₂CO₃
（5）由圖2可知，90℃后曲線A溶解效率下降，分析其原因120min后，溶解達到平衡，而反應放熱，升溫平衡逆向移動，溶解效率降低．
（6）經(jīng)分析，所得堿式碳酸鎂產(chǎn)品中含有少量NaCl和Fe₂O₃．為提純，可采取的措施依次為：對溶解后所得溶液進行除鐵處理、對產(chǎn)品進行洗滌處理．判斷產(chǎn)品洗凈的操作是取少量最后一次的洗滌液，加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈．

Answer 1

分析 據(jù)流程圖，固碳時主要反應的方程式為NaOH（aq）+CO₂ （g）=NaHCO₃ （aq），工業(yè)上用氯電解飽和食鹽水會獲得燒堿，缺少燒堿的制取流程，氯化鈉溶液電解得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液，化學反應方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，利用氫氧化鈉溶液固碳，生成碳酸氫鹽，橄欖石的主要成分為Mg₂SiO₄，可以看做MgO、SiO₂組成，將橄欖石磨碎后再進行溶解的目的是增大接觸面積，加快溶解速率，磨碎加入鹽酸溶解，Mg₂SiO₄+4HCl═2MgCl₂+SiO₂+2H₂O，過濾得到濾液氯化鎂和濾渣二氧化硅，混合礦化3HCO₃^-+4Mg²⁺+5H₂O+5NH₃═Mg₂（OH）₂CO₃↓+5 NH₄⁺，得到堿式碳酸鎂．
（1）據(jù)流程圖，固碳時需氫氧化鈉，工業(yè)上用氯電解飽和食鹽水獲得燒堿；
（2）橄欖石的主要成分為Mg₂SiO₄，可以看做MgO、SiO₂組成，二氧化硅與鹽酸不反應；
（3）礦化反應為鎂離子和碳酸氫根離子反應生成堿式碳酸鎂；
（4）根據(jù)能和二氧化碳之間反應的物質(zhì)能來固定二氧化碳來回答；
（5）根據(jù)溫度對化學反應平衡移動的影響知識來回答；
（6）氯離子的檢驗用硝酸酸化的硝酸銀．

解答 解：（1）根據(jù)流程圖，固碳時主要反應的方程式為NaOH（aq）+CO₂ （g）=NaHCO₃ （aq），缺少燒堿的制取流程，工業(yè)上用氯電解飽和食鹽水會獲得燒堿，化學反應方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，流程圖為，
故答案為：；
（2）橄欖石的主要成分為Mg₂SiO₄，可以看做MgO、SiO₂組成，將橄欖石磨碎后再進行溶解的目的是增大接觸面積，加快溶解速率，磨碎加入鹽酸溶解，Mg₂SiO₄+4HCl═2MgCl₂+SiO₂+2H₂O，過濾得到濾液氯化鎂和濾渣二氧化硅，
故答案為：SiO₂；
（3）橄欖石用鹽酸溶解，過濾得到濾液氯化鎂，與固碳后的產(chǎn)物混合礦化，發(fā)生反應為：3HCO₃^-+4Mg²⁺+5H₂O+5NH₃═Mg₂（OH）₂CO₃↓+5 NH₄⁺，得到堿式碳酸鎂，
故答案為：3HCO₃^-+4Mg²⁺+5H₂O+5NH₃═Mg₂（OH）₂CO₃↓+5 NH₄⁺；
（4）所給的物質(zhì)中，只有（NH₄）₂CO₃可以和二氧化碳之間反應生成碳酸氫銨，能用作“固碳”的試劑，
故答案為：c；
（5）1 圖中所示數(shù)據(jù)以及曲線變化知道，20min后，溶解達到平衡，而該反應是放熱，升溫，平衡逆向移動，則溶解效率降低，
故答案為：120min后，溶解達到平衡，而反應放熱，升溫平衡逆向移動，溶解效率降低；
（6）判斷產(chǎn)品洗凈只需要檢驗洗滌液中不含有氯離子即可，氯離子的檢驗用硝酸酸化的硝酸銀，操作是：取少量最后一次的洗滌液，加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈，
故答案為：取少量最后一次的洗滌液，加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈．

點評 本題是一道化學和生產(chǎn)結合的工藝流程題，是現(xiàn)在考試的熱點，注意知識的遷移和靈活應用是解題的關鍵，題目難度中等．