Question

（14分）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。其過程如下圖所示。

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)量分數(shù)是 。

（6）熔融Na2CO3可作甲烷——空氣燃料電池的電解質(zhì)，該電池負極的反應(yīng)式是 。

Answer 1

(14分，每空2分)

（1）CaCO3、Mg(OH)2（漏寫得1分，錯答得0分）

（2）2NH4Cl+CaO=CaCl2+2NH3↑+2H2O

（3）NH3 ； NH3+H2O+CO2+NaCl =NaHCO3↓+NH4Cl

（4）Na2CO3·H2O(s)= Na2CO3(s) +H2O(g) ΔH = + 58.73 kJ·mol－1

（5）106(b－a)/11a

（6）CH4－8e－+4CO32－=5CO2+2H2O

【解析】

試題分析：（1）粗鹽中的鈣、鎂離子可與石灰乳和純堿反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，所以濾渣的成分除過量的沉淀劑外還有CaCO3、Mg(OH)2；

（2）CaO投入水中生成氫氧化鈣，與氯化銨反應(yīng)產(chǎn)生氨氣、氯化鈣、水，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH4Cl+CaO=CaCl2+2NH3↑+2H2O；

（3）因為二氧化碳在水中的溶解度不大，所以先通入氨氣，增大溶液的堿性，再通入二氧化碳氣體；氨氣、二氧化碳與飽和食鹽水反應(yīng)生成氯化銨和碳酸氫鈉沉淀，化學(xué)方程式是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) ΔH =+532.36kJ/mol，Na2CO3·10H2O(s)= Na2CO3·H2O (s) +9H2O(g) ΔH =+473.63kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，兩式相減Na2CO3·H2O (s) 脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是Na2CO3·H2O(s)= Na2CO3(s) +H2O(g) ΔH =+532.36kJ/mol-（+473.63kJ/mol）=+ 58.73 kJ·mol－1；

（5）碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，加熱蒸干后得到的固體為氯化鈉，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是，Na2CO3+2HCl=2NaCl+ CO2↑+ H2O，利用差量法，設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量是x，則

Na2CO3+2HCl=2NaCl+ CO2↑+ H2O 固體質(zhì)量差

106 117 117-106=11

x (b-a)g

所以106:11=x：（b-a）g，解得x=106（b-a）/11g，則該產(chǎn)品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)是106（b-a）/11g/ag=106(b－a)/11a；

（6）用熔融碳酸鈉作電解質(zhì)，甲烷燃料電池中，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，則甲烷在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，生成二氧化碳和水，所以負極的電極反應(yīng)式是CH4－8e－+4CO32－=5CO2+2H2O。

考點：考查聯(lián)合制堿法的工藝流程，蓋斯定律的應(yīng)用，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用