Question

6．海洋是人類巨大的資源寶庫．海水“制堿”體現了化學科學在改造物質中的智慧．某化學興趣小組同學參觀某地化工廠后，繪制了生產純堿的工藝流程圖如圖所示：

請你完成下列問題：
（1）請寫出反應a的化學方程式：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（2）工業(yè)上利用操作Ⅰ獲得氮氣，操作Ⅰ的方法是在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)分離液態(tài)空氣．由于液態(tài)氮的沸點是-196℃，比液態(tài)氧的沸點（-183℃）低，因此，氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來．
（3）反應b中，首先從溶液中析出的物質是碳酸氫鈉晶體，其原因是碳酸氫鈉的溶解度較�。�
（4）粗鹽中除了氯化鈉，還有少量泥沙、氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等雜質．操作Ⅱ的做法是：將粗鹽溶解，在除去難溶性雜質后的食鹽水中，依次加入過量的氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液，過濾去除沉淀后，再加入適量的鹽酸調節(jié)溶液至中性，最后經蒸發(fā)結晶獲得精鹽．
①操作Ⅱ中，除去氯化鎂發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
②操作Ⅱ中，加入過量的碳酸鈉溶液的目的是除去雜質氯化鈣．

Answer 1

分析 （1）據流程圖知a為碳酸鈣高溫分解為氧化鈣、二氧化碳；
（2）任何液態(tài)物質都有一定的沸點．這樣利用物質的這一物理性質，在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)分離液態(tài)空氣．由于液態(tài)氮的沸點是-196℃，比液態(tài)氧的沸點（-183℃）低，因此，氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來；
（3）反應b中，因碳酸氫鈉的溶解度較小，故首先從溶液中析出；
（4）Ⅰ據氯化鎂與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和氫氧化鎂沉淀解答；
Ⅱ操作Ⅱ中，加入過量的碳酸鈉溶液的目的是除去雜質中的氯化鈣．

解答 解：（1）據流程圖知a為碳酸鈣高溫分解為氧化鈣、二氧化碳，反應的方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）任何液態(tài)物質都有一定的沸點．這樣利用物質的這一物理性質，在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)分離液態(tài)空氣．由于液態(tài)氮的沸點是-196℃，比液態(tài)氧的沸點（-183℃）低，因此，氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來；
（3）反應b中，因碳酸氫鈉的溶解度較小，故首先從溶液中析出；
（4）Ⅰ、氯化鎂與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和氫氧化鎂沉淀，反應的方程式為：2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
Ⅱ、碳酸鈉和氯化鈣會生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以步驟Ⅱ加入過量碳酸鈉溶液的目的是：除去雜質氯化鈣．
故答案為：（1）CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（2）在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)分離液態(tài)空氣．由于液態(tài)氮的沸點是-196℃，比液態(tài)氧的沸點（-183℃）低，因此，氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來；
（3）碳酸氫鈉的溶解度較��；
（4）Ⅰ、2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；Ⅱ、除去雜質氯化鈣．

點評 本考點屬于物質的分離和提純，還考查了混合物的分離方法及粗鹽提純的有關知識，是中考的重點也是一個難點．本題利用流程圖中的現象和實驗方案的設計，考查同學們的判斷能力，同學們只要認真分析，根據條件綜合把握，問題就會迎刃而解．