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文档简介
第第页压轴题01流程题考向一:原料预处理的方法、目的考向二:情境方程式的书写、反应类型考向三:操作及仪器和注意点考向四:除杂试剂的选择、物质成分的分析考向五:生产条件的控制和物料的循环(绿色化学)阅读题头,了解原料、产品,确定目的。精读流程,逐步分析,弄懂原理。根据问题,获取信息,逐一解答。解题过程中时刻关注“查阅资料”EQ\o\ac(○,热)EQ\o\ac(○,点)EQ\o\ac(○,题)EQ\o\ac(○,型)EQ\o\ac(○,一)原料预处理的方法、目的1.原料预处理包括:研磨、灼烧、溶解、过滤等。2.“研磨”、“粉碎”样品的目的:增大接触面积,加快反应速率3.提高原料利用率的方法:粉碎、研磨、搅拌;适当提高反应温度、适当提高反应物溶液浓度、延长反应时间、剩余物质循环利用。“浸出”、“酸浸”、“碱浸”,为提高浸出效果,方法类似。EQ\o\ac(○,热)EQ\o\ac(○,点)EQ\o\ac(○,题)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,二)情境方程式的书写、反应类型1.从题干和流程中找准反应物、生成物和反应条件。2.流程框图中,随箭头进入框图的是反应物,随箭头离开框图是生成物,反应条件根据题目说明直接添加即可。3.依据反应前后元素守恒,结合反应的环境,可推导出题目未标注的反应物或生成物。如在空气中反应,需考虑有没有氧气参加反应,在溶液中反应,可考虑水是否参加反应。EQ\o\ac(○,热)EQ\o\ac(○,点)EQ\o\ac(○,题)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,三)操作及仪器和注意点1.常用操作有粉碎或研磨、溶解、过滤、洗涤、干燥、蒸发结晶;2.溶解、过滤、蒸发常用仪器及使用注意点3.水浴加热的好处:受热均匀,温度可控,且温度不超过100℃4.蒸发浓缩和降温结晶一般同时出现,一前一后;滤渣难溶,用水洗,滤渣为结晶析出的晶体,最好用饱和溶液洗,也可用冰水洗EQ\o\ac(○,热)EQ\o\ac(○,点)EQ\o\ac(○,题)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,四)试剂的用量和物质成分的分析1.试剂用量注意“适量”、“足量”、“过量”。要除尽杂质,需加入足量或过量试剂,过量试剂在后续反应中要除去2.检验沉淀是否完全,静置,向上册清液继续滴加原试剂,观察是否有沉淀生成。检验滤渣是否洗涤干净,取最后一次洗涤液,再加试剂检验EQ\o\ac(○,热)EQ\o\ac(○,点)EQ\o\ac(○,题)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,五)物质的循环(绿色化学)1.循环利用物质的目的:提高原料利用率、增加产量、减少污染等2.判断循环利用的物质,一般从反箭头中寻找,有时需要从物质成分进行分析1.2022年3月5日第十三届全国人民代表大会第五次会议的工作报告中提出“装满米袋子,充实菜篮子,把14亿多中国人的饭碗牢牢端在自己手中”,要实现这个目标,化肥起到非常重要的作用。碳酸氢铵是一种使用较广泛的化肥,其能促进作物生长和光合作用,催苗长叶。它还可以与碳酸氢钠合用作面包、饼干、煎饼等的膨松剂的原料。工业生产碳酸氢铵的一种流程如下:【查阅资料】①“合成”步骤中发生的反应为,氨气极易溶于水、且易液化。(1)“造气”步骤中把煤块研磨粉碎的目的__________。(2)“碳酸化”步骤的化学方程式为__________。(3)“循环”环节中,将气体循环的目的是__________。(4)“分离”步骤中分离工序是将氨从反应混合物中分离出来,其分离原理利用了氨的______性质;(5)碳酸氢铵是白色固体,能与酸反应生成二氧化碳,也能与碱反应,所以在使用碳酸氢铵时切忌和________起混合使用。【答案】(1)增大反应物间的接触面积,使反应充分(2)或(3)提高原料气的利用率(4)氨气易液化(5)酸或碱【解析】(1)根据题意,“造气”步骤中把煤块研磨粉碎,这样煤粉和空气接触更充分反应就更充分,故填:增大反应物间的接触面积,使反应充分;(2)如题,“碳酸化”时使二氧化碳和氨气和水共同作用生成碳酸氢铵,而氮气和氢气未发生反应,故化学方程式为:;;(3)根据资料可知,由于反应物氮气和氢气是气体,反应物中的氮气和氢气有可能有剩余,故需要循环使用气体,故填:提高原料气的利用率;(4)“分离”步骤中分离工序是将氨从反应混合物中分离出来,根据资料,氨气易液化,故可采用液化的方法分离氨气,故填:氨气易液化;(5)根据题意,碳酸氢铵能与酸反应,也能与碱反应,故使用时不能和酸或碱混合使用。2.某废酸液主要含H2SO4和FeSO4,研究人员利用CaCO3消耗部分酸,再加入廉价的电石渣(主要成分为CaO),通过一系列操作可得到磁性铁,成本较低且有利于保护环境。工艺流程如下:(1)该废酸液的pH______7(填“<”或“>”)。操作Ⅰ的名称为___________。(2)电石渣转化为石灰乳的过程会_____________(填“吸收”或“放出”)热量。(3)“沉铁”过程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2发生复分解反应,生成的产物是_______和_____________(填化学式)。(4)磁性铁是铁的一种氧化物,且为磁铁矿的主要成分,其化学式为____________。(5)研究发现,“沉铁”后,溶液的pH对磁性铁产率的影响如下表。欲获得高的产率,最适宜的pH为______。pH较低时产率较低的主要原因是_________________。溶液的pH6.06.57.07.58.09.0产物颜色黄褐色黄褐色较黑很黑很黑灰黑色产率(%)43.950.686.293.092.391.6【答案】<过滤放出CaSO4Fe(OH)2Fe3O47.5pH较低时,磁性铁会与酸反应被消耗,产率较低【解析】(1)该废酸液含有硫酸,所以pH<7;操作Ⅰ将溶液和滤渣分离开,故操作Ⅰ为过滤。(2)电石渣中的主要成分为氧化钙,转化为石灰乳的过程为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该过程放出热量。(3)“沉铁”过程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2发生复分解反应,生成的产物为硫酸钙和氢氧化亚铁,故填CaSO4、Fe(OH)2。(4)磁铁矿的主要成分为四氧化三铁,故填Fe3O4。(5)从表中可以看出,pH为7.5时,产率最高,故最适pH为7.5;pH较低时产率较低的主要原因是pH较低时,磁性铁会与酸反应被消耗,导致产率较低。3.涂覆在铺路石表面的TiO2可净化路面空气。实验室制备TiO2的流程如下:(1)焙炒时,钛铁矿的主要成分FeTiO3在蒸发皿(如图)中发生反应,。实验中用沙浴加热,图中还缺少的玻璃仪器是_____。(2)焙炒物冷却后,加水溶解浸取。①浸取时,水温易升高的原因是_________。②浸取后,混合物经________(填操作名称)弃去废渣,得到浸出液。(3)浸出液除铁后,所得滤液中含TiOSO4和H2SO4。加热煮沸滤液,TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4,该反应的化学方程式为_________。(4)煅烧H2TiO3沉淀得产品TiO2。整个实验流程中可循环利用的物质除水外,还有________。【答案】(1)玻璃棒(2)焙炒物中多余的浓硫酸与水混合,产生大量热过滤(3)(4)H2SO4/硫酸【解析】(1)为使反应物受热均匀,用玻璃棒搅拌反应物,所以图中还缺少的玻璃仪器是玻璃棒;(2)①浸取时,水温易升高的原因是:焙炒物中多余的浓硫酸与水混合,产生大量热;②过滤是分离固液的操作,所以浸取后,混合物经过滤弃去废渣,得到浸出液;(3)加热煮沸滤液,TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4,该反应方程式为:;(4)在焙炒钛铁矿过程中,用浓硫酸作为反应物,而浸出液除铁后,所得滤液中含TiOSO4和H2SO4,加热煮沸滤液,TiOSO4和水反应生成H2TiO3沉淀和H2SO4,所以整个实验流程中可循环利用的物质除水外,还有硫酸。4.某工厂生产高锰酸钾的流程如下图所示。请回答下列问题:(1)“混合加热室”发生的主要是______(填“物理变化”或“化学变化”)。(2)“电解室”反应中,反应前后化合价发生变化的元素有______(写元素符号)。(3)生产流程中可循环利用的物质是______(写化学式)。(4)写出氧化室中发生反应的化学方程式:______。(5)取47.4g高锰酸钾,加热一段时间后停止,共收集到3.2g氧气。计算剩余固体中氧元素的质量分数是______(计算结果保留到0.1%)。【答案】物理变化Mn、HKOH36.2%【解析】(1)由图可知二氧化锰和氢氧化钾通过混合加热室后变成了二者的熔融物,该过程中无新物质生成,属于物理变化;(2)“电解室”反应中,反应前后化合价发生变化的元素有氢元素(反应前水中氢元素的化合价是+1价,反应后氢气中氢元素的化合价是0价)、锰元素(反应前锰酸钾中锰元素化合价是+6,反应后高锰酸钾中锰元素的化合价是+7);(3)由流程图可得生产流程中可循环利用的物质是KOH;(4)由图可知氧化过程中空气中的氧气参加反应,即二氧化锰与氢氧化钾、氧气在加热条件下反应生成锰酸钾和水,化学方程式为;(5)剩余固体的质量为47.4g-3.2g=44.2g,则剩余固体中氧元素的质量分数为。5.电石渣[主要成分为Ca(OH)2,还含有MgO等杂质]是一种工业废渣,以它为原料可生产纳米碳酸钙,制备方案如下:已知:①NH4Cl溶液显酸性;②“浸取”时的主要反应为;③“碳化”时的主要反应为。(1)电石渣久置在空气中会产生一定量的碱式碳酸钙[Ca3(OH)2(CO3)n],化学式中的n为_______。(2)用不同质量分数的NH4Cl溶液浸取电石渣时,Ca元素提取率和Mg元素去除率的数值如图所示,你认为较适宜的NH4Cl质量分数是_______。(3)浸取时,向浸取液中滴加氨水调节pH,将镁元素全部沉淀,则操作1为_______(填操作名称)。(4)工业上将操作1所得溶液碱化后,进行喷雾碳化,碳化塔的构造如图所示,CO2从_______处通入(填“A”或“B”),其目的是_______。(5)测得不同温度下碳化反应所需时间如下表(其他条件相同):温度反应液浑浊所需时间(单位:秒)反应完全所需时间(单位:分钟)20℃480>18040℃12018060℃15080℃168实际碳化反应的温度采用了60℃,温度不宜过高的原因可能是_______(写出一条即可)。(6)该工艺流程的核心反应在“浸取”和“碳化”这两步,请书写由Ca(OH)2制备碳酸钙的总反应方程式_______。结合制备方案判断可循环利用的物质为_______。(7)用电石渣[Ca(OH)2质量分数92.5%]制备1tCaCO3,计算所需电石渣的质量(写出计算过程)。_______。【答案】(1)2(2)10%(3)过滤(4)A增大溶液与二氧化碳的接触面积,使碱化的溶液与二氧化碳充分反应(5)温度越高二氧化碳的溶解度越小(或温度越高,氨水越易分解,挥发出氨气)(6)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2ONH4Cl、(7)解:设所需电石渣的质量为x。x=0.8t答:制备1tCaCO3需电石渣的质量为0.8t。【解析】(1)碱式碳酸钙的化学式为Ca3(OH)2(CO3)n,根据化合物中元素化合价的代数和为0,钙显+2价,氢氧根显-1价,碳酸根显-2价,则(+2)×3+(-1)×2+(-2)×n=0,n=2。(2)根据图示,当用质量分数为10%的NH4Cl溶液浸取电石渣时,Ca元素提取率最高,同时Mg元素去除率也比较高,故较适宜的NH4Cl质量分数是10%。(3)通过操作1将镁元素产生的沉淀与溶液分离,该操作为过滤。(4)根据碳化塔的结构,如果二氧化碳从顶部B处通入,二氧化碳会从塔上部废气排出口排出,因此正确的操作是溶液从B处以雾状喷入,二氧化碳从A处通入,其目的是:增大溶液与二氧化碳的接触面积,使碱化的溶液与二氧化碳充分反应。(5)由表可知,60℃时完全反应所需时间最少,80℃比60℃时完全反应所需时间更多,其原因有:①二氧化碳气体的溶解度随温度的升高而减小,溶解在溶液中的二氧化碳减少,导致完全反应所需反应时间增加;②温度越高,氨水分解的速率越大,氨气挥发,溶液的碱性变弱,吸收二氧化碳的效果变差,完全反应所需的时间增加。(6)“浸取”过程中发生的反应是:,“碳化”过程中发生的反应是:。将这两个反应合并,由Ca(OH)2制备碳酸钙的总反应方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。该制备方案中,“浸取”时生成氨水,氨水在碱化时可循环使用,“碳化”时生成氯化铵,氯化铵在“浸取”时可循环使用。故本方案中可循环利用的物质为:NH4Cl、(或NH3)。(7)见答案。6.牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂。利用石灰石(杂质不溶于水和酸)制备纯净碳酸钙的一种方法如图。(1)反应①的化学方程式为___________;操作Ⅰ的名称是___________。(2)反应②的化学方程式为___________,该反应属于___________反应(填基本反应类型)。(3)该方法中,用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响?判断并简述理由___________。(4)大气中CO2含量不断上升,会导致___________。我国在联合国大会上提出:努力争取2060年前实现“碳中和”,请提出一条实现“碳中和”的措施___________。【答案】CaCO3CaO+CO2↑过滤Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl复分解有影响,硫酸钙微溶于水,会附着在固体表面阻止反应进行温室效应植树造林【解析】(1)石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳,固体A是氧化钙和杂质,固液分离操作是过滤,故填:CaCO3CaO+CO2↑;过滤。(2)固体A是氧化钙和杂质,固体A加稀盐酸生成氯化钙和水,溶液B是氯化钙溶液,氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液C是碳酸钠溶液,化学方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,该反应双交换价不变,属于复分解反应,故填:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;复分解反应。(3)该方法中,不能用稀硫酸代替稀盐酸,影响,硫酸钙微溶于水,会附着在固体表面阻止反应进行,故填:有影响,硫酸钙微溶于水,会附着在固体表面阻止反应进行。(4)大气中CO2含量不断上升,会导致温室效应。我国在联合国大会上提出:努力争取2060年前实现“碳中和”,碳中和”的措施植树造林,故填:温室效应;植树造林。7.海洋是人类宝贵的自然资源,海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧,请根据粗盐“制碱”的流程图(如下图)回答问题:(1)步骤Ⅰ除杂中,常见的方法有两种:一是物理方法,即用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解除去其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的______(填“饱和”或“不饱和”)溶液;二是化学方法,操作步骤依次为:加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸,以下试剂①②组合选用合理的是______。A.①Ca(OH)2②Na2CO3B.①Na2CO3②Ca(OH)2C.①KOH
②Na2CO3D.①NaOH
②Na2CO3(2)步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,这样做的目的是______,写出步骤Ⅲ反应的化学方程式______。(3)步骤Ⅳ发生的反应属于______反应(填基本反应类型)。(4)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有______。A.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境B.大大提高了食盐的利用率,节约了成本C.将“制碱”与制氨生产联合起来,同时析出的NH4Cl晶体可用作复合肥【答案】饱和AD有利于吸收二氧化碳或吸收尽可能多的二氧化碳(其他说法合理即可)分解AB【解析】(1)饱和氯化钠溶液不再溶解氯化钠,则浸洗溶液应选用NaCl的饱和溶液,减少损失。A.过量①Ca(OH)2除去氯化镁,过量②Na2CO3除去氯化钙和氢氧化钙,过滤除去固体,滤液加适量盐酸得到氯化钠,正确;B.先①Na2CO3,再加②Ca(OH)2会引入钙离子杂质,错误;C.加入①KOH会引入钾离子杂质,错误;D.过量①NaOH除去氯化镁,过量②Na2CO3除去氯化钙,过滤除去固体,滤液加适量盐酸得到氯化钠,正确;故选AD。(2)氨气极易溶于水,水溶液显碱性,可以和二氧化碳反应利于吸收更多二氧化碳气体,故步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,目的是吸收尽可能多的二氧化碳(其他说法合理即可);步骤Ⅲ中氨气、水、二氧化碳、氯化钠反应生成碳酸氢钠和氯化铵,。(3)步骤Ⅳ发生的反应为碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳,符合一变多特点,属于分解反应。(4)A.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境,正确;B.大大提高了食盐的利用率,节约了成本,正确;C.NH4Cl中含有植物所需的氮元素,属于氮肥,错误。故选AB。8.碳酸钠用途非常广泛,是工业生产中重要的化工原料。1921年,我国制碱工业的先驱侯德榜创造了一种将制碱与制氨结合起来的“联合制碱法”,为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。其生产工艺流程示意图如图:(1)工业上用分离液态空气的方法制取氮气,属于_________变化(填“物理”或“化学”)。(2)30℃时,“沉淀池”中的主要反应为,可看作是由a.、b.两个反应加合而成。已知:相关物质30℃时的溶解度物质NH4ClNH4HCO3NaHCO3NaClNH3CO2溶解度(g)41.127.011.136.340.90.1257①根据复分解反应发生的条件及上表相关物质的溶解度数据。反应b能顺利进行的原因是_________。②在“沉淀池”的饱和食盐水中,先通入足量氨气,再缓慢通入二氧化碳。这种先通氨气后通二氧化碳的主要原因是_________。(3)“操作A”是_________(填操作名称),实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_________。(4)流程中,物质X可循环利用,其化学式为_________。Y是滤液中最主要成分,Y在农业生产中的一种用途是_________。(5)测定纯碱产品的质量分数工业上用侯氏制碱法制得的纯碱产品中往往含有一定量氯化钠,可以采用沉淀分析法和滴定分析法、气体质量分析法等进行纯度测定。①沉淀分析法:取一定质量纯碱产品(含碳酸钠、氯化钠),溶于水,滴加过量BaCl2溶液,充分反应后,静置,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀质量,计算样品纯度。测定中,滴加BaCl2溶液反应的化学方程式为_________。②滴定分析法:称取纯碱产品(含碳酸钠、氯化钠)12.0g,完全溶解于50g水中,滴加几滴适当的酸碱指示剂,缓慢滴加质量分数为12.5%的稀盐酸,当稀盐酸加入到64.4g时,碳酸钠恰好完全反应转化为氯化钠。试计算该纯碱样品的纯度_________(写出计算过程,结果精确到0.1%)。【答案】物理反应析出了NaHCO3晶体变成碱性溶液后更容易吸收二氧化碳过滤漏斗CO2作氮肥解:根据题干信息,加入64.4g质量分数为12.5%的稀盐酸时,碳酸钠恰好完全反应转化为氯化钠,此时消耗稀盐酸溶质的质量为:,设样品中碳酸钠的质量为,则:则12g该样品中碳酸钠的质量分数为:答:纯碱样品的纯度为97.5%。【解析】(1)分离液态空气得到氮气,利于的是液态氮和液态氧沸点的不同,没有新物质生成,属于物理变化;故填:物理。(2)①复分解反应发生的条件有:产生气体、水或沉淀,在30℃时,NaHCO3的溶解度较小,反应过程中有NaHCO3晶体析出,所以反应b能顺利进行;故填:反应析出了NaHCO3晶体。②根据表格信息,氨气的溶解度远大于二氧化碳的溶解度,氨气溶于水显碱性,流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是氨盐水显碱性,更容易吸收二氧化碳;故填:变成碱性溶液后更容易吸收二氧化碳。(3)“操作A”是分离晶体和滤液,故为过滤操作,除了烧杯、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是漏斗;故分别填:过滤;漏斗。(4)根据流程图可知,煅烧碳酸氢钠晶体会生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以物质X是二氧化碳,可以被循环利用,其化学式为:CO2;根据题干中给出的反应可知,总反应是:氯化钠和碳酸氢铵反应生成碳酸氢钠和氯化铵,即滤液是氯化铵溶液,Y晶体是氯化铵,氯化铵的化学式为NH4Cl,含有氮元素的肥料称为氮肥,氯化铵中含有氮元素,故氯化铵在农业生产中可以用作氮肥。故分别填:CO2;作氮肥。(5)①纯碱产品中含有碳酸钠和氯化钠,氯化钠不与氯化钡反应,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,其化学方程式为:。②见答案。9.2021年6月8日是第13个“世界海洋日”,烟台有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的海洋资源。某兴趣小组设计的综合利用海水的部分流程图如下、据图回答:(1)海水制镁。步骤①②③是利用母液制镁的流程,该流程中发生中和反应的化学方程式是______。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳,而不是向海水中直接加入石灰乳,原因是______。〔2)海水晒盐。通常采用______(填“降温”或“蒸发”)结晶的方法使海水中的氯化钠析出。通过步骤④除去粗盐溶液中含有的MgCl2、Na2SO4、CaCl2等可溶性杂质,需要依次加入过量的BaC12溶液、过量的Na2CO3溶液、过量的NaOH溶液,然后过滤,在滤液中加入适量的稀盐酸。其中加入过量的Na2CO3溶液的目的是______。(3)海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程,步骤⑧中需要向NaCl饱和溶液中先后加入的两种物质是______(写化学式)。步聚⑨中发生反应的化学方程式是______。(4)步骤⑥是电解NaCl饱和溶液制取烧碱,该反应中的反应物是______。(5)步骤⑦用烧碱低温制取次氯酸钠的反应原理为:。则X的化学式是______。【答案】海水中的镁离子浓度比较低,而海水经过富集后形成母液,其镁离子浓度得到提高,提高了产率和生产效率蒸发去除Ca2+、过量的Ba2+NH3和CO2NaCl和H2ONaCl【解析】(1)步骤①②③中,第②步发生了中和反应,即盐酸与氢氧化镁反应生成氯化镁和水,其反应方程式为:;之所以不直接向海水中直接加石灰乳,是因为海水中的镁离子浓度比较低,而海水经过富集后形成母液,其镁离子浓度得到提高,提高了产率和生产效率;(2)题干中提到“海水晒盐”,因此通常采用日光晒海水来蒸发结晶的方式来制备粗盐;过量的Na2CO3溶液,可以与CaCl2、过量的BaC12溶液发生反应,生成CaCO3和BaCO3沉淀,以达到去除Ca2+、过量的Ba2+等杂离子;(3)氨碱法制纯碱的反应原理:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱,先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液,将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品,因此需要先后加入NH3和CO2;步骤⑨即碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,其反应方程式为:;(4)电解氯化钠溶液,其反应物是氯化钠和水,生成物是氢氧化钠、氯气和氢气;(5)化学方程式左右两端原子数目、种类相同,左边有2Cl、2Na、2O、2H,右边已知的有2O、2H、1Na、1Cl,差减后易得X为NaCl。10.我国有较长的海岸线,海水综合利用对促进经济发展有重要意义,下图是海水综合利用的流程示意图,请回答相关问题。(1)从海水中获得粗盐的化学原理是_______。第①步除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+等杂质,常用到盐酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液四种试剂。可先加入过量NaOH溶液,再加入过量的_______溶液,_______溶液,经过滤后滴加适量的盐酸,蒸发,可得到纯净的氯化钠。(2)第②和③步中涉及的反应基本类型有_______。(3)食盐是重要的化工原料,氨碱法制纯碱的工业流程如下:在步骤I中通入氨气的作用是_______,请写出步骤II中发生反应的化学方程式_______。(4)从海水中提取溴常用吹出法,即用氯气(C12)将海水里溴化钠(NaBr)中的溴置换出来,再用空气吹出溴(Br2)。流程示意图如下:①写出氯气从NaBr中置换出溴单质的化学方程式_______。②吹出的溴和大量空气混合在一起进入吸收塔(吸收塔中发生的反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr)。根据流程图分析,通入SO2和H2O的目的是_______。【答案】(1)蒸发结晶氯化钡溶液/BaCl2溶液碳酸钠溶液/Na2CO3溶液(2)复分解反应和分解反应/复分解反应、分解反应(3)氨气溶于水显碱性,有利于二氧化碳的吸收(4)使Br2转化为HBr,与空气分离【解析】(1)海水晒盐,使将海水蒸发浓缩,使氯化钠从海水中结晶出来,再通过过虑得到粗盐,所以从海水中获得粗盐的化学原理是蒸发结晶;粗盐中含有、Ca2+、Mg2+等杂质,将粗盐溶解后,先加入过量NaOH溶液,将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,加入过量氯化钡溶液,将硫酸根离子转化为沉淀,然后加入过量的碳酸钠溶液,将原有的钙离子和剩余的钡离子转化为沉淀,过滤后,得到溶液中还含有氢氧根离子和碳酸根离子,再加入过量的盐酸,除去氢氧根离子和碳酸根离子,通过蒸发,将氯化氢和水除去得到纯净的氯化钠,所以答案依次填:氯化钡溶液(BaCl2溶液)或碳酸钠溶液(Na2CO3溶液)。(2)步骤②是将氢氧化镁转化为氯化镁,加入的物质是稀盐酸,氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,该步转化,是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应;步骤③电解氯化镁得到金属镁,同时产生氯气,将氯气回收再利用,防止空气污染,该过程是一种物质生成两种物质,属于分解反应。(3)氨碱法制取纯碱,是先制得碳酸氢钠,再加热分解碳酸氢钠,得到碳酸钠。反应过程中是用氯化钠溶液、氨气、二氧化碳反应得到碳酸氢钠,由于氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,所以得到的饱和氨盐水也显碱性,有利于二氧化碳的吸收,故答案填:氨气溶于水显碱性,有利于二氧化碳的吸收;请写出步骤II中发生反应的化学方程式为:。(4)置换反应是一种单质和一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物,所以氯气和溴化钠反应生成氯化钠和溴单质,其反应方程式为:;在吸收塔中发生的反应为溴、二氧化硫、水反应生成硫酸和溴化氢,所以通入二氧化硫和水的目的是将溴转化为溴化氢,使其与空气分离,再用溴化氢与氯气反应生成得到氯化氢和单制溴,通过蒸馏分离子出单质溴,故答案填:使Br2转化为HBr,与空气分离。11.2020年9月中国宣布:力争CO2的排放在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,新能源的开发、CO2的“捕集”与利用成为当前研究的
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