Question

10．海水中的化學(xué)．
（1）海水中含有較多的硫酸鈉．硫酸鈉是制造紙漿、燃料稀釋劑、醫(yī)藥用品等的重要原料．
某硫酸鈉粗品中含有少量的硫酸鈣、硫酸鎂，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行提純的流程如圖1：

回答下列問題：
①用氫氧化鈉和碳酸鈉除雜時，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃↓+Na₂SO₄．
②氫氧化鈉和碳酸鈉如果添加過量了，可在濾液中加入適量稀硫酸溶液除去．
③“后續(xù)處理”的主要操作是蒸發(fā)，為了獲得純凈的硫酸鈉，應(yīng)蒸發(fā)至B．（填序號）．
A．完全蒸干時停止加熱
B．快干時停止加熱，利用余熱蒸干
C．有大量固體析出時停止加熱，過濾棄去剩余的少量溶液
④已知硫酸鈉的溶解度隨溫度變化的曲線如圖2所示．40℃時，硫酸鈉的溶解度為50g．將40℃時的該飽和溶液升高溫度至90℃，觀察到的現(xiàn)象是有固體析出．．

（2）利用苦鹵制取鎂，主要流程如圖3：
步驟Ⅱ中的試劑a是稀鹽酸．步驟 III中反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；．
（3）采用氨堿法生產(chǎn)純堿，主要流程如圖4：
①上述Ⅰ、Ⅱ兩個步驟總反應(yīng)的化學(xué)方程式是NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl．
②從步驟Ⅱ過濾后得到碳酸氫鈉，近日，一則《重大突破！癌細(xì)胞，竟被中國醫(yī)生用小蘇打“餓”死了》的新聞在網(wǎng)絡(luò)上熱傳：研究人員用小蘇打用來去除腫瘤內(nèi)的氫離子，就可破壞乳酸根和氫離子的協(xié)同作用，從而快速有效地殺死處于葡萄糖饑餓或缺乏的腫瘤細(xì)胞．請你用一個化學(xué)反應(yīng)證明該研究成果的科學(xué)性．當(dāng)然，科學(xué)原理如何轉(zhuǎn)換到臨床上來，還會是一個很艱難的跨越．對此科研成果你有何感想．本實(shí)驗(yàn)室利用了小蘇打中的碳酸根離子能與氫離子結(jié)合生成水和二氧化碳的原理
③最后得到的純堿中若含有少量小蘇打，應(yīng)怎樣除去？請寫出所用方法或試劑．加熱固體．

Answer 1

分析 （1）①本題給出了除去雜質(zhì)應(yīng)選用的試劑，由復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件寫出化學(xué)方程式即可；
②如果氫氧化鈉和碳酸鈉過量，可加入適量的稀硫酸，稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
③在蒸發(fā)過程中，不同于常規(guī)的蒸發(fā)操作，溶液中含有NaCl，需注意先加熱后過濾；
④因?yàn)?0℃時，硫酸鈉的溶解度是50克，故100克水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和；當(dāng)由40℃升高到90℃時，硫酸鈉的溶解度減小，故有硫酸鈉固體析出．
（2）根據(jù)氯化鎂的生產(chǎn)流程，要將氫氧化鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氯化鎂，應(yīng)加入的試劑是稀鹽酸；海水中的氯化鎂能和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，化學(xué)方程式為：
MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；
（3）①碳酸根離子能與氫離子結(jié)合生成水和二氧化碳；
②銨態(tài)氮肥與堿混合加熱時能放出氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．

解答 解：（1）：①由復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，氫氧化鈉和硫酸鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，碳酸鈉和硫酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸鈉．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄；  Na₂CO₃+CaSO₄═CaCO₃↓+2Na₂SO₄
②硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，沒有帶入新雜質(zhì)，碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳以氣體形式逸出，不帶入任何其它雜質(zhì)．故除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉時，可以用稀硫酸．
③被加熱的濾液中含有一定量的NaCl，故蒸發(fā)操作無法得到純凈的硫酸鈉晶體，應(yīng)加熱使大部分硫酸鈉晶體析出，而此時溶液中的溶質(zhì)主要為氯化鈉，然后過濾除去濾液，從而的較純凈的硫酸鈉晶體．
④根據(jù)溶解度的定義以及溶解度受溫度影響的關(guān)系可知．100克蒸餾水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和．由硫酸鈉的溶解的曲線可知，在0℃到40℃之間，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，在40℃到90℃時，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而減小．飽和的硫酸鈉溶液由40℃升高到90℃時，溶解度減小，故有硫酸鈉固體析出．
故答案為：
（1）①2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄；CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃↓+Na₂SO₄；②硫酸；③C；④50，有晶體析出．
（2）由氯化鎂的生產(chǎn)流程，要將氫氧化鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氯化鎂，應(yīng)加入的試劑a是稀鹽酸；步驟 III是氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，化學(xué)方程式為：MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（3）①氨堿法生產(chǎn)純堿的化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉和水反應(yīng)生成碳酸氫鈉，化學(xué)方程式：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl；
②本實(shí)驗(yàn)室利用了小蘇打中的碳酸根離子能與氫離子結(jié)合生成水和二氧化碳的原理；故填：NaHCO₃+HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．
③小蘇打受熱可分解為碳酸鈉和水和二氧化碳，故純堿中若含有少量小蘇打，應(yīng)采用加熱固體的方法除去；
故答為：（1）①M(fèi)gSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Na₂CO₃+CaSO₄=CaCO₃↓+Na₂SO₄；②硫酸；③B，④50，有固體析出；
（2）鹽酸．MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（3）①NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl．
②NaHCO₃+HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．③加熱固體．

點(diǎn)評 本題主要考查了選擇試劑、化學(xué)方程式的書寫、蒸發(fā)操作以及對固體溶解度曲線的意義，以此培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．