Question

海水的綜合利用，現(xiàn)有流程圖如下：

Ⅰ．工業(yè)上以粗食鹽（含有少量Ca²⁺、Mg²⁺雜質(zhì)）、氨、石灰石等為原料，可以制備Na₂CO₃．請回答：
（1）在處理粗鹽水的過程中，可加入石灰乳和純堿作為沉淀劑，則所得濾渣的成分除過量的沉淀劑外還有

 

．
（2）將CaO投入含有大量的NH₄Cl的母液中，能生成可循環(huán)使用的NH₃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）向飽和食鹽水中首先通入的氣體是

 

，過程Ⅲ中生成NaHCO₃晶體的反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）碳酸鈉晶體失水的能量變化示意圖如下：

Na₂CO₃?H₂O （s） 脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
（5）產(chǎn)品純堿中常含有NaCl．取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b g固體．則該產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
Ⅱ．電解飽和食鹽水所得氣體X，可應(yīng)用于提取溴單質(zhì)．請回答：
（1）氣體X的化學(xué)式為

 

，反應(yīng)II的化學(xué)方程式為

 

．
（2）在母液苦鹵中含有較多的NaCl、KCl、MgCl₂、MgSO₄等物質(zhì)．用沉淀法測定苦鹵中鎂元素的含量（g/L），實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)測定的數(shù)據(jù)有

 

．
（3）電解200kg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的飽和食鹽水，當(dāng)濃度下降到20%時(shí)，收集到氯氣的物質(zhì)的量為

 

（溶于溶液中的氯氣忽略不計(jì)，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：

分析：Ⅰ、（1）鈣離子會與碳酸根離子生成沉淀，鎂離子會與氫氧根離子生成沉淀；
（2）生石灰和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和氯化銨反應(yīng)生成氨氣；
（3）食鹽、氨氣、水和二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸氫銨和氯化銨，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)碳酸鈉晶體失水的能量變化示意圖結(jié)合熱效應(yīng)解答；
（5）根據(jù)Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑進(jìn)行計(jì)算；
Ⅱ、（1）由流程可知，X為Cl₂，具有氧化性，能將溴離子氧化為溴單質(zhì)；
（2）用沉淀法測定苦鹵中鎂元素的含量（g/L），應(yīng)知道溶液的體積及Mg元素的質(zhì)量；
③電解200kg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的飽和食鹽水，當(dāng)濃度下降到20%時(shí)，參加反應(yīng)的NaCl為xmol，則

200000×25%-x×58.5g/mol

200000-2x-71x

×100%=20%．

解答： 解：Ⅰ、（1）鈣離子會與碳酸根離子生成沉淀，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，鎂離子會與氫氧根離子生成沉淀，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（2）向分離出NaHCO₃晶體后的母液中加入過量生石灰，發(fā)生的反應(yīng)有H₂O+CaO=Ca（OH）₂、Ca（OH）₂+2NH₄Cl=2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，最終產(chǎn)物為氯化鈣、氨氣，其中氨氣可再利用；
故答案為：2NH₄Cl+CaO=CaCl₂+2NH₃↑+H₂O；
（3）因二氧化碳在水中的溶解度小，氨氣極易溶于水，所以，向飽和食鹽水中首先通入氨氣體，碳酸氫鈉的溶解度小，利用濃碳酸氫銨溶液與氯化鈉固體發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，
故答案為：NH₃；NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（4）根據(jù)碳酸鈉晶體失水的能量變化示意圖可知：Na₂CO₃?10H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+10H₂O（g）△H=+532.36 kJ?mol^-1
①，Na₂CO₃?10H₂O（s）=Na₂CO₃?H₂O（s）+9H₂O（g）△H=+473.63 kJ?mol^-1②，由①-②得Na₂CO₃?H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H=+58.73 kJ?mol^-1，
故答案為：Na₂CO₃?H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+H₂O（g）△H=+58.73 kJ?mol^-1；
（5）產(chǎn)品純堿中常含有NaCl，取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，得b g固體為NaCl，設(shè)碳酸鈉的物質(zhì)的量為X，根據(jù)方程式
       Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑          
               1              2           
               X              2x                                             
混合物質(zhì)量：117x+a-106X=b，X=

b-a

11

mol，該產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

106(b-a)

11a

×100%，
故答案為：

106(b-a)

11a

×100%；
Ⅱ、惰性電極電解飽和食鹽水，發(fā)生2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氫氣在a電極產(chǎn)生，生成的NaOH與鎂離子反應(yīng)，氯氣在b電極生成后在B中與硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（1）由流程可知，X為Cl₂，具有氧化性，能將溴離子氧化為溴單質(zhì)，該離子反應(yīng)為SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，故答案為：Cl₂；SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；   
（2）用沉淀法測定苦鹵中鎂元素的含量（g/L），應(yīng)知道溶液的體積及Mg元素的質(zhì)量，則需測定苦鹵樣品的體積、Mg（OH）₂沉淀的質(zhì)量，
故答案為：苦鹵樣品的體積、Mg（OH）₂沉淀的質(zhì)量；
（3）電解200kg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的飽和食鹽水，當(dāng)濃度下降到20%時(shí)，參加反應(yīng)的NaCl為2xmol，由2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，則

200000×25%-x×58.5g/mol

200000-2x-71x

×100%=20%，解得x=97.7mol，收集氯氣的物質(zhì)的量為97.7mol，故答案為：97.7mol．

點(diǎn)評：本題主要考查了碳酸鈉的制備，解題須熟練掌握侯氏制堿法的原理，電解原理及離子反應(yīng)，明確電解原理及離子的放電順序、離子之間的反應(yīng)即可解答，題目較為綜合，難度中等．