Question

【題目】純堿是重要的化工原料，在醫藥、冶金、化工、食品等領域被廣泛使用．
（1）工業生產純堿的第一步是除去飽和食鹽水的中Mg2+、Ca2+離子，從成本角度考慮加入試劑的化學式為、 ． 某實驗小組的同學模擬侯德榜制堿法制取純堿，流程如圖1：

已知：幾種鹽的溶解度

	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
溶解度（20°C，100gH2O時）	36.0	21.7	9.6	37.2

（2）①寫出裝置I中反應的化學方程式 ． ②從平衡移動角度解釋該反應發生的原因 ．
③操作①的名稱是 ．
（3）寫出裝置II中發生反應的化學方程式 ．
（4）請結合化學用語說明裝置III中加入磨細的食鹽粉及NH3的作用．
（5）該流程中可循環利用的物質是
（6）制出的純堿中含有雜質NaCl，為測定其純度，下列方案中不可行的是 ． a．向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液，測生成CaCO3的質量
b．向m克純堿樣品中加入足量稀H2SO4 ， 干燥后測生成氣體的體積
c．向m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液，測生成沉淀的質量．

Answer 1

【答案】
（1）Ca（OH）2；Na2CO3
（2）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；在溶液中存在下述兩種平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣,CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3﹣,OH﹣與H+結合生成水,促進兩平衡正向移動,使溶液中的NH4+和HCO3﹣濃度均增大,由于NaHCO3溶解度小,因此HCO3﹣與Na+結合生成NaHCO3,固體析出使得反應發生；過濾
（3）2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
（4）在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣,存在平衡NH4Cl（s）?NH4++Cl﹣,通入氨氣增大NH4+的濃度,加入磨細的食鹽粉,增大Cl﹣的濃度,使上述平衡逆向移動,促使氯化銨結晶析出
（5）氯化鈉和二氧化碳
（6）c
【解析】解：（1）工業上除去Mg2+用含有OH﹣的可溶性堿、除去Ca2+用含有CO32﹣的可溶性鹽，且這兩種試劑必須價格低廉，除去鎂離子用氫氧化鈣、除去鈣離子用碳酸鈉，所以答案是：Ca（OH）2；Na2CO3；（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O發生反應生成NaHCO3和NH4Cl，反應方程式為NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl，所以答案是：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；

②在溶液中存在下述兩種平衡NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣，CO2+H2OH2CO3H++HCO3﹣，OH﹣與H+結合生成水，促進兩平衡正向移動，使溶液中的NH4+和HCO3﹣濃度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣與Na+結合生成NaHCO3，固體析出使得反應發生，所以答案是：在溶液中存在下述兩種平衡NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣，CO2+H2OH2CO3H++HCO3﹣，OH﹣與H+結合生成水，促進兩平衡正向移動，使溶液中的NH4+和HCO3﹣濃度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣與Na+結合生成NaHCO3，固體析出使得反應發生；③分離沉淀和溶液采用過濾方法，所以該操作名稱是過濾，所以答案是：過濾；（3）受熱條件下，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，反應方程式為2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑，所以答案是：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑；（4）在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣，氯化銨存在溶解平衡，增大離子濃度抑制其溶解，所以在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣，存在平衡NH4Cl（s）NH4++Cl﹣，通入氨氣增大NH4+的濃度，加入磨細的食鹽粉，增大Cl﹣的濃度，使上述平衡逆向移動，促使氯化銨結晶析出，所以答案是：在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣，存在平衡NH4Cl（s）NH4++Cl﹣，通入氨氣增大NH4+的濃度，加入磨細的食鹽粉，增大Cl﹣的濃度，使上述平衡逆向移動，促使氯化銨結晶析出；（5）裝置III中從母液中能分離出氯化鈉，裝置II中得到二氧化碳，裝置I中需要二氧化碳和氯化鈉，所以能循環利用的是氯化鈉和二氧化碳，所以答案是：氯化鈉和二氧化碳；（6）a．只有氯化鈣能和碳酸鈉反應生成碳酸鈣，根據碳酸鈣的量計算碳酸鈉的量，所以該方案可以，故a不選；b．只有碳酸鈉能和稀硫酸反應生成二氧化碳，根據二氧化碳的量計算碳酸鈉的量，所以該方案可以，故b不選；c．碳酸根離子和氯離子都能和銀離子反應生成白色沉淀，無法計算碳酸鈉的量，所以該方案不可以，故c選；故選c．