Question

【题目】纯碱是重要的化工原料，在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用．
（1）工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中Mg2+、Ca2+离子，从成本角度考虑加入试剂的化学式为、 ． 某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱，流程如图1：

已知：几种盐的溶解度

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

（2）①写出装置I中反应的化学方程式 ． ②从平衡移动角度解释该反应发生的原因 ．
③操作①的名称是 ．
（3）写出装置II中发生反应的化学方程式 ．
（4）请结合化学用语说明装置III中加入磨细的食盐粉及NH3的作用．
（5）该流程中可循环利用的物质是
（6）制出的纯碱中含有杂质NaCl，为测定其纯度，下列方案中不可行的是 ． a．向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，测生成CaCO3的质量
b．向m克纯碱样品中加入足量稀H2SO4 ， 干燥后测生成气体的体积
c．向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液，测生成沉淀的质量．

Answer 1

【答案】
（1）Ca（OH）2；Na2CO3
（2）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣,CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3﹣,OH﹣与H+结合生成水,促进两平衡正向移动,使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大,由于NaHCO3溶解度小,因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3,固体析出使得反应发生；过滤
（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﹣,通入氨气增大NH4+的浓度,加入磨细的食盐粉,增大Cl﹣的浓度,使上述平衡逆向移动,促使氯化铵结晶析出
（5）氯化钠和二氧化碳
（6）c
【解析】解：（1）工业上除去Mg2+用含有OH﹣的可溶性碱、除去Ca2+用含有CO32﹣的可溶性盐，且这两种试剂必须价格低廉，除去镁离子用氢氧化钙、除去钙离子用碳酸钠，所以答案是：Ca（OH）2；Na2CO3；（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl，所以答案是：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；

②在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣，CO2+H2OH2CO3H++HCO3﹣，OH﹣与H+结合生成水，促进两平衡正向移动，使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3，固体析出使得反应发生，所以答案是：在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣，CO2+H2OH2CO3H++HCO3﹣，OH﹣与H+结合生成水，促进两平衡正向移动，使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3，固体析出使得反应发生；③分离沉淀和溶液采用过滤方法，所以该操作名称是过滤，所以答案是：过滤；（3）受热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应方程式为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﹣，氯化铵存在溶解平衡，增大离子浓度抑制其溶解，所以在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣，存在平衡NH4Cl（s）NH4++Cl﹣，通入氨气增大NH4+的浓度，加入磨细的食盐粉，增大Cl﹣的浓度，使上述平衡逆向移动，促使氯化铵结晶析出，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﹣，通入氨气增大NH4+的浓度，加入磨细的食盐粉，增大Cl﹣的浓度，使上述平衡逆向移动，促使氯化铵结晶析出；（5）装置III中从母液中能分离出氯化钠，装置II中得到二氧化碳，装置I中需要二氧化碳和氯化钠，所以能循环利用的是氯化钠和二氧化碳，所以答案是：氯化钠和二氧化碳；（6）a．只有氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙，根据碳酸钙的量计算碳酸钠的量，所以该方案可以，故a不选；b．只有碳酸钠能和稀硫酸反应生成二氧化碳，根据二氧化碳的量计算碳酸钠的量，所以该方案可以，故b不选；c．碳酸根离子和氯离子都能和银离子反应生成白色沉淀，无法计算碳酸钠的量，所以该方案不可以，故c选；故选c．