Question

電解法促進橄欖石（主要成分是Mg2SiO4）固定CO2的部分工藝流程如下：

已知：Mg2SiO4(s) +4HCl(aq)2MgCl2(aq) +SiO2 (s) + 2H2O(l) △H =－49.04 kJ·mol-1

（1）某橄欖石的組成是Mg9FeSi5O20，用氧化物的形式可表示為 。

（2）固碳時主要反應的方程式為NaOH(aq)+CO2 (g)=NaHCO3 (aq)，該反應能自發進行的原因是 。

（3）請在上圖虛框內補充一步工業生產流程 。

（4）下列物質中也可用作“固碳”的是 。（填字母）

a．CaCl2 b．H2NCH2COONa c．(NH4)2CO3

（5）由圖可知，90℃后曲線A溶解效率下降，分析其原因 。

（6）經分析，所得堿式碳酸鎂產品中含有少量NaCl和Fe2O3。為提純，可采取的措施依次為：對溶解后所得溶液進行除鐵處理、對產品進行洗滌處理。判斷產品洗凈的操作是 。

 

Answer 1

（1）9MgO·FeO·5SiO2 （2）ΔH＜0

（3）或

（4）bc

（5）120min后，溶解達到平衡，而反應放熱，升溫平衡逆向移動，溶解效率降低。

（6）取少量最后一次的洗滌液，加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如無沉淀產生，則已洗凈。

【解析】

試題分析：（1）用氧化物形式表示硅酸鹽。硅酸鹽中含金屬元素、Si、O，有的還有結晶水，規則是先寫金屬氧化物，在寫SiO2，要是有水，H2O寫在最后。要是有多種金屬元素，則按金屬活動順序表，活潑金屬氧化物在前，不活潑金屬氧化物在后。橄欖石的組成是Mg9FeSi5O20，用氧化物的形式可表示為9MgO·FeO·5SiO2 。（2）能自發進行的反應有兩個趨勢，一是正反應是放熱反應，另一是混亂度向增大方向。NaOH(aq)+CO2 (g)=NaHCO3 (aq)，該反應是混亂度減小，不利用自發，要自發只能是正反應是放熱反應。即ΔH＜0 。（3）從固碳的反應可以看出需要用到氫氧化鈉溶液，所以圖虛框內補充得到氫氧化鈉一步工業生產流程即可，可能通過電解飽和的氯化鈉溶液，可以寫為或

。（4）a．CaCl2 不會與二氧化碳反應； b．H2NCH2COONa 是氨基酸，氨基能與酸反應生成鹽，能固碳。 c．(NH4)2CO3溶液能與二氧化碳反應，生成碳酸氫銨。故選bc。（5）由圖可知，120min后，溶解達到平衡，而反應放熱，升溫平衡逆向移動，溶解效率降低。（6）新產品若沒有洗凈，可能有Cl-，判斷產品洗凈的操作是可以通過檢驗氯離子即可，方法是取少量最后一次的洗滌液，加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如無沉淀產生，則已洗凈。

考點：本題是無機化工流程圖題，考查復雜硅酸鹽的表示方法，化工流程圖的書寫，洗滌產物的檢驗及轉化過程中的原因分析。