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文檔簡介
第第頁壓軸題01流程題考向一:原料預處理的方法、目的考向二:情境方程式的書寫、反應類型考向三:操作及儀器和注意點考向四:除雜試劑的選擇、物質成分的分析考向五:生產條件的控制和物料的循環(綠色化學)閱讀題頭,了解原料、產品,確定目的。精讀流程,逐步分析,弄懂原理。根據問題,獲取信息,逐一解答。解題過程中時刻關注“查閱資料”EQ\o\ac(○,熱)EQ\o\ac(○,點)EQ\o\ac(○,題)EQ\o\ac(○,型)EQ\o\ac(○,一)原料預處理的方法、目的1.原料預處理包括:研磨、灼燒、溶解、過濾等。2.“研磨”、“粉碎”樣品的目的:增大接觸面積,加快反應速率3.提高原料利用率的方法:粉碎、研磨、攪拌;適當提高反應溫度、適當提高反應物溶液濃度、延長反應時間、剩余物質循環利用。“浸出”、“酸浸”、“堿浸”,為提高浸出效果,方法類似。EQ\o\ac(○,熱)EQ\o\ac(○,點)EQ\o\ac(○,題)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,二)情境方程式的書寫、反應類型1.從題干和流程中找準反應物、生成物和反應條件。2.流程框圖中,隨箭頭進入框圖的是反應物,隨箭頭離開框圖是生成物,反應條件根據題目說明直接添加即可。3.依據反應前后元素守恒,結合反應的環境,可推導出題目未標注的反應物或生成物。如在空氣中反應,需考慮有沒有氧氣參加反應,在溶液中反應,可考慮水是否參加反應。EQ\o\ac(○,熱)EQ\o\ac(○,點)EQ\o\ac(○,題)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,三)操作及儀器和注意點1.常用操作有粉碎或研磨、溶解、過濾、洗滌、干燥、蒸發結晶;2.溶解、過濾、蒸發常用儀器及使用注意點3.水浴加熱的好處:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過100℃4.蒸發濃縮和降溫結晶一般同時出現,一前一后;濾渣難溶,用水洗,濾渣為結晶析出的晶體,最好用飽和溶液洗,也可用冰水洗EQ\o\ac(○,熱)EQ\o\ac(○,點)EQ\o\ac(○,題)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,四)試劑的用量和物質成分的分析1.試劑用量注意“適量”、“足量”、“過量”。要除盡雜質,需加入足量或過量試劑,過量試劑在后續反應中要除去2.檢驗沉淀是否完全,靜置,向上冊清液繼續滴加原試劑,觀察是否有沉淀生成。檢驗濾渣是否洗滌干凈,取最后一次洗滌液,再加試劑檢驗EQ\o\ac(○,熱)EQ\o\ac(○,點)EQ\o\ac(○,題)EQ\o\ac(○,型)eq\o\ac(○,五)物質的循環(綠色化學)1.循環利用物質的目的:提高原料利用率、增加產量、減少污染等2.判斷循環利用的物質,一般從反箭頭中尋找,有時需要從物質成分進行分析1.2022年3月5日第十三屆全國人民代表大會第五次會議的工作報告中提出“裝滿米袋子,充實菜籃子,把14億多中國人的飯碗牢牢端在自己手中”,要實現這個目標,化肥起到非常重要的作用。碳酸氫銨是一種使用較廣泛的化肥,其能促進作物生長和光合作用,催苗長葉。它還可以與碳酸氫鈉合用作面包、餅干、煎餅等的膨松劑的原料。工業生產碳酸氫銨的一種流程如下:【查閱資料】①“合成”步驟中發生的反應為,氨氣極易溶于水、且易液化。(1)“造氣”步驟中把煤塊研磨粉碎的目的__________。(2)“碳酸化”步驟的化學方程式為__________。(3)“循環”環節中,將氣體循環的目的是__________。(4)“分離”步驟中分離工序是將氨從反應混合物中分離出來,其分離原理利用了氨的______性質;(5)碳酸氫銨是白色固體,能與酸反應生成二氧化碳,也能與堿反應,所以在使用碳酸氫銨時切忌和________起混合使用?!敬鸢浮?1)增大反應物間的接觸面積,使反應充分(2)或(3)提高原料氣的利用率(4)氨氣易液化(5)酸或堿【解析】(1)根據題意,“造氣”步驟中把煤塊研磨粉碎,這樣煤粉和空氣接觸更充分反應就更充分,故填:增大反應物間的接觸面積,使反應充分;(2)如題,“碳酸化”時使二氧化碳和氨氣和水共同作用生成碳酸氫銨,而氮氣和氫氣未發生反應,故化學方程式為:;;(3)根據資料可知,由于反應物氮氣和氫氣是氣體,反應物中的氮氣和氫氣有可能有剩余,故需要循環使用氣體,故填:提高原料氣的利用率;(4)“分離”步驟中分離工序是將氨從反應混合物中分離出來,根據資料,氨氣易液化,故可采用液化的方法分離氨氣,故填:氨氣易液化;(5)根據題意,碳酸氫銨能與酸反應,也能與堿反應,故使用時不能和酸或堿混合使用。2.某廢酸液主要含H2SO4和FeSO4,研究人員利用CaCO3消耗部分酸,再加入廉價的電石渣(主要成分為CaO),通過一系列操作可得到磁性鐵,成本較低且有利于保護環境。工藝流程如下:(1)該廢酸液的pH______7(填“<”或“>”)。操作Ⅰ的名稱為___________。(2)電石渣轉化為石灰乳的過程會_____________(填“吸收”或“放出”)熱量。(3)“沉鐵”過程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2發生復分解反應,生成的產物是_______和_____________(填化學式)。(4)磁性鐵是鐵的一種氧化物,且為磁鐵礦的主要成分,其化學式為____________。(5)研究發現,“沉鐵”后,溶液的pH對磁性鐵產率的影響如下表。欲獲得高的產率,最適宜的pH為______。pH較低時產率較低的主要原因是_________________。溶液的pH6.06.57.07.58.09.0產物顏色黃褐色黃褐色較黑很黑很黑灰黑色產率(%)43.950.686.293.092.391.6【答案】<過濾放出CaSO4Fe(OH)2Fe3O47.5pH較低時,磁性鐵會與酸反應被消耗,產率較低【解析】(1)該廢酸液含有硫酸,所以pH<7;操作Ⅰ將溶液和濾渣分離開,故操作Ⅰ為過濾。(2)電石渣中的主要成分為氧化鈣,轉化為石灰乳的過程為氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,該過程放出熱量。(3)“沉鐵”過程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2發生復分解反應,生成的產物為硫酸鈣和氫氧化亞鐵,故填CaSO4、Fe(OH)2。(4)磁鐵礦的主要成分為四氧化三鐵,故填Fe3O4。(5)從表中可以看出,pH為7.5時,產率最高,故最適pH為7.5;pH較低時產率較低的主要原因是pH較低時,磁性鐵會與酸反應被消耗,導致產率較低。3.涂覆在鋪路石表面的TiO2可凈化路面空氣。實驗室制備TiO2的流程如下:(1)焙炒時,鈦鐵礦的主要成分FeTiO3在蒸發皿(如圖)中發生反應,。實驗中用沙浴加熱,圖中還缺少的玻璃儀器是_____。(2)焙炒物冷卻后,加水溶解浸取。①浸取時,水溫易升高的原因是_________。②浸取后,混合物經________(填操作名稱)棄去廢渣,得到浸出液。(3)浸出液除鐵后,所得濾液中含TiOSO4和H2SO4。加熱煮沸濾液,TiOSO4和水反應生成H2TiO3沉淀和H2SO4,該反應的化學方程式為_________。(4)煅燒H2TiO3沉淀得產品TiO2。整個實驗流程中可循環利用的物質除水外,還有________?!敬鸢浮?1)玻璃棒(2)焙炒物中多余的濃硫酸與水混合,產生大量熱過濾(3)(4)H2SO4/硫酸【解析】(1)為使反應物受熱均勻,用玻璃棒攪拌反應物,所以圖中還缺少的玻璃儀器是玻璃棒;(2)①浸取時,水溫易升高的原因是:焙炒物中多余的濃硫酸與水混合,產生大量熱;②過濾是分離固液的操作,所以浸取后,混合物經過濾棄去廢渣,得到浸出液;(3)加熱煮沸濾液,TiOSO4和水反應生成H2TiO3沉淀和H2SO4,該反應方程式為:;(4)在焙炒鈦鐵礦過程中,用濃硫酸作為反應物,而浸出液除鐵后,所得濾液中含TiOSO4和H2SO4,加熱煮沸濾液,TiOSO4和水反應生成H2TiO3沉淀和H2SO4,所以整個實驗流程中可循環利用的物質除水外,還有硫酸。4.某工廠生產高錳酸鉀的流程如下圖所示。請回答下列問題:(1)“混合加熱室”發生的主要是______(填“物理變化”或“化學變化”)。(2)“電解室”反應中,反應前后化合價發生變化的元素有______(寫元素符號)。(3)生產流程中可循環利用的物質是______(寫化學式)。(4)寫出氧化室中發生反應的化學方程式:______。(5)取47.4g高錳酸鉀,加熱一段時間后停止,共收集到3.2g氧氣。計算剩余固體中氧元素的質量分數是______(計算結果保留到0.1%)?!敬鸢浮课锢碜兓疢n、HKOH36.2%【解析】(1)由圖可知二氧化錳和氫氧化鉀通過混合加熱室后變成了二者的熔融物,該過程中無新物質生成,屬于物理變化;(2)“電解室”反應中,反應前后化合價發生變化的元素有氫元素(反應前水中氫元素的化合價是+1價,反應后氫氣中氫元素的化合價是0價)、錳元素(反應前錳酸鉀中錳元素化合價是+6,反應后高錳酸鉀中錳元素的化合價是+7);(3)由流程圖可得生產流程中可循環利用的物質是KOH;(4)由圖可知氧化過程中空氣中的氧氣參加反應,即二氧化錳與氫氧化鉀、氧氣在加熱條件下反應生成錳酸鉀和水,化學方程式為;(5)剩余固體的質量為47.4g-3.2g=44.2g,則剩余固體中氧元素的質量分數為。5.電石渣[主要成分為Ca(OH)2,還含有MgO等雜質]是一種工業廢渣,以它為原料可生產納米碳酸鈣,制備方案如下:已知:①NH4Cl溶液顯酸性;②“浸取”時的主要反應為;③“碳化”時的主要反應為。(1)電石渣久置在空氣中會產生一定量的堿式碳酸鈣[Ca3(OH)2(CO3)n],化學式中的n為_______。(2)用不同質量分數的NH4Cl溶液浸取電石渣時,Ca元素提取率和Mg元素去除率的數值如圖所示,你認為較適宜的NH4Cl質量分數是_______。(3)浸取時,向浸取液中滴加氨水調節pH,將鎂元素全部沉淀,則操作1為_______(填操作名稱)。(4)工業上將操作1所得溶液堿化后,進行噴霧碳化,碳化塔的構造如圖所示,CO2從_______處通入(填“A”或“B”),其目的是_______。(5)測得不同溫度下碳化反應所需時間如下表(其他條件相同):溫度反應液渾濁所需時間(單位:秒)反應完全所需時間(單位:分鐘)20℃480>18040℃12018060℃15080℃168實際碳化反應的溫度采用了60℃,溫度不宜過高的原因可能是_______(寫出一條即可)。(6)該工藝流程的核心反應在“浸取”和“碳化”這兩步,請書寫由Ca(OH)2制備碳酸鈣的總反應方程式_______。結合制備方案判斷可循環利用的物質為_______。(7)用電石渣[Ca(OH)2質量分數92.5%]制備1tCaCO3,計算所需電石渣的質量(寫出計算過程)。_______。【答案】(1)2(2)10%(3)過濾(4)A增大溶液與二氧化碳的接觸面積,使堿化的溶液與二氧化碳充分反應(5)溫度越高二氧化碳的溶解度越小(或溫度越高,氨水越易分解,揮發出氨氣)(6)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2ONH4Cl、(7)解:設所需電石渣的質量為x。x=0.8t答:制備1tCaCO3需電石渣的質量為0.8t?!窘馕觥浚?)堿式碳酸鈣的化學式為Ca3(OH)2(CO3)n,根據化合物中元素化合價的代數和為0,鈣顯+2價,氫氧根顯-1價,碳酸根顯-2價,則(+2)×3+(-1)×2+(-2)×n=0,n=2。(2)根據圖示,當用質量分數為10%的NH4Cl溶液浸取電石渣時,Ca元素提取率最高,同時Mg元素去除率也比較高,故較適宜的NH4Cl質量分數是10%。(3)通過操作1將鎂元素產生的沉淀與溶液分離,該操作為過濾。(4)根據碳化塔的結構,如果二氧化碳從頂部B處通入,二氧化碳會從塔上部廢氣排出口排出,因此正確的操作是溶液從B處以霧狀噴入,二氧化碳從A處通入,其目的是:增大溶液與二氧化碳的接觸面積,使堿化的溶液與二氧化碳充分反應。(5)由表可知,60℃時完全反應所需時間最少,80℃比60℃時完全反應所需時間更多,其原因有:①二氧化碳氣體的溶解度隨溫度的升高而減小,溶解在溶液中的二氧化碳減少,導致完全反應所需反應時間增加;②溫度越高,氨水分解的速率越大,氨氣揮發,溶液的堿性變弱,吸收二氧化碳的效果變差,完全反應所需的時間增加。(6)“浸取”過程中發生的反應是:,“碳化”過程中發生的反應是:。將這兩個反應合并,由Ca(OH)2制備碳酸鈣的總反應方程式為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。該制備方案中,“浸取”時生成氨水,氨水在堿化時可循環使用,“碳化”時生成氯化銨,氯化銨在“浸取”時可循環使用。故本方案中可循環利用的物質為:NH4Cl、(或NH3)。(7)見答案。6.牙膏中常用碳酸鈣粉末做摩擦劑。利用石灰石(雜質不溶于水和酸)制備純凈碳酸鈣的一種方法如圖。(1)反應①的化學方程式為___________;操作Ⅰ的名稱是___________。(2)反應②的化學方程式為___________,該反應屬于___________反應(填基本反應類型)。(3)該方法中,用稀硫酸代替稀鹽酸對制備碳酸鈣是否有影響?判斷并簡述理由___________。(4)大氣中CO2含量不斷上升,會導致___________。我國在聯合國大會上提出:努力爭取2060年前實現“碳中和”,請提出一條實現“碳中和”的措施___________?!敬鸢浮緾aCO3CaO+CO2↑過濾Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl復分解有影響,硫酸鈣微溶于水,會附著在固體表面阻止反應進行溫室效應植樹造林【解析】(1)石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,固體A是氧化鈣和雜質,固液分離操作是過濾,故填:CaCO3CaO+CO2↑;過濾。(2)固體A是氧化鈣和雜質,固體A加稀鹽酸生成氯化鈣和水,溶液B是氯化鈣溶液,氯化鈣和碳酸鈉生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,溶液C是碳酸鈉溶液,化學方程式Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,該反應雙交換價不變,屬于復分解反應,故填:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;復分解反應。(3)該方法中,不能用稀硫酸代替稀鹽酸,影響,硫酸鈣微溶于水,會附著在固體表面阻止反應進行,故填:有影響,硫酸鈣微溶于水,會附著在固體表面阻止反應進行。(4)大氣中CO2含量不斷上升,會導致溫室效應。我國在聯合國大會上提出:努力爭取2060年前實現“碳中和”,碳中和”的措施植樹造林,故填:溫室效應;植樹造林。7.海洋是人類寶貴的自然資源,海水“曬鹽”和海水“制堿”體現了人類利用和改造自然的智慧,請根據粗鹽“制堿”的流程圖(如下圖)回答問題:(1)步驟Ⅰ除雜中,常見的方法有兩種:一是物理方法,即用NaCl溶液浸洗粗鹽,溶解除去其中的可溶性雜質,則浸洗溶液應選用NaCl的______(填“飽和”或“不飽和”)溶液;二是化學方法,操作步驟依次為:加水溶解→加過量試劑①→加過量試劑②→過濾→加適量鹽酸,以下試劑①②組合選用合理的是______。A.①Ca(OH)2②Na2CO3B.①Na2CO3②Ca(OH)2C.①KOH
②Na2CO3D.①NaOH
②Na2CO3(2)步驟Ⅲ先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳,這樣做的目的是______,寫出步驟Ⅲ反應的化學方程式______。(3)步驟Ⅳ發生的反應屬于______反應(填基本反應類型)。(4)我國化學家侯德榜創立的聯合制堿法的優點有______。A.無“索爾維氨堿法”中的廢棄物CaCl2生成,有利于保護環境B.大大提高了食鹽的利用率,節約了成本C.將“制堿”與制氨生產聯合起來,同時析出的NH4Cl晶體可用作復合肥【答案】飽和AD有利于吸收二氧化碳或吸收盡可能多的二氧化碳(其他說法合理即可)分解AB【解析】(1)飽和氯化鈉溶液不再溶解氯化鈉,則浸洗溶液應選用NaCl的飽和溶液,減少損失。A.過量①Ca(OH)2除去氯化鎂,過量②Na2CO3除去氯化鈣和氫氧化鈣,過濾除去固體,濾液加適量鹽酸得到氯化鈉,正確;B.先①Na2CO3,再加②Ca(OH)2會引入鈣離子雜質,錯誤;C.加入①KOH會引入鉀離子雜質,錯誤;D.過量①NaOH除去氯化鎂,過量②Na2CO3除去氯化鈣,過濾除去固體,濾液加適量鹽酸得到氯化鈉,正確;故選AD。(2)氨氣極易溶于水,水溶液顯堿性,可以和二氧化碳反應利于吸收更多二氧化碳氣體,故步驟Ⅲ先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳,目的是吸收盡可能多的二氧化碳(其他說法合理即可);步驟Ⅲ中氨氣、水、二氧化碳、氯化鈉反應生成碳酸氫鈉和氯化銨,。(3)步驟Ⅳ發生的反應為碳酸氫鈉加熱生成碳酸鈉、水和二氧化碳,符合一變多特點,屬于分解反應。(4)A.無“索爾維氨堿法”中的廢棄物CaCl2生成,有利于保護環境,正確;B.大大提高了食鹽的利用率,節約了成本,正確;C.NH4Cl中含有植物所需的氮元素,屬于氮肥,錯誤。故選AB。8.碳酸鈉用途非常廣泛,是工業生產中重要的化工原料。1921年,我國制堿工業的先驅侯德榜創造了一種將制堿與制氨結合起來的“聯合制堿法”,為純堿和氮肥工業技術的發展作出了杰出的貢獻。其生產工藝流程示意圖如圖:(1)工業上用分離液態空氣的方法制取氮氣,屬于_________變化(填“物理”或“化學”)。(2)30℃時,“沉淀池”中的主要反應為,可看作是由a.、b.兩個反應加合而成。已知:相關物質30℃時的溶解度物質NH4ClNH4HCO3NaHCO3NaClNH3CO2溶解度(g)41.127.011.136.340.90.1257①根據復分解反應發生的條件及上表相關物質的溶解度數據。反應b能順利進行的原因是_________。②在“沉淀池”的飽和食鹽水中,先通入足量氨氣,再緩慢通入二氧化碳。這種先通氨氣后通二氧化碳的主要原因是_________。(3)“操作A”是_________(填操作名稱),實驗室進行此操作所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、_________。(4)流程中,物質X可循環利用,其化學式為_________。Y是濾液中最主要成分,Y在農業生產中的一種用途是_________。(5)測定純堿產品的質量分數工業上用侯氏制堿法制得的純堿產品中往往含有一定量氯化鈉,可以采用沉淀分析法和滴定分析法、氣體質量分析法等進行純度測定。①沉淀分析法:取一定質量純堿產品(含碳酸鈉、氯化鈉),溶于水,滴加過量BaCl2溶液,充分反應后,靜置,過濾,洗滌,干燥,稱量沉淀質量,計算樣品純度。測定中,滴加BaCl2溶液反應的化學方程式為_________。②滴定分析法:稱取純堿產品(含碳酸鈉、氯化鈉)12.0g,完全溶解于50g水中,滴加幾滴適當的酸堿指示劑,緩慢滴加質量分數為12.5%的稀鹽酸,當稀鹽酸加入到64.4g時,碳酸鈉恰好完全反應轉化為氯化鈉。試計算該純堿樣品的純度_________(寫出計算過程,結果精確到0.1%)?!敬鸢浮课锢矸磻龀隽薔aHCO3晶體變成堿性溶液后更容易吸收二氧化碳過濾漏斗CO2作氮肥解:根據題干信息,加入64.4g質量分數為12.5%的稀鹽酸時,碳酸鈉恰好完全反應轉化為氯化鈉,此時消耗稀鹽酸溶質的質量為:,設樣品中碳酸鈉的質量為,則:則12g該樣品中碳酸鈉的質量分數為:答:純堿樣品的純度為97.5%?!窘馕觥浚?)分離液態空氣得到氮氣,利于的是液態氮和液態氧沸點的不同,沒有新物質生成,屬于物理變化;故填:物理。(2)①復分解反應發生的條件有:產生氣體、水或沉淀,在30℃時,NaHCO3的溶解度較小,反應過程中有NaHCO3晶體析出,所以反應b能順利進行;故填:反應析出了NaHCO3晶體。②根據表格信息,氨氣的溶解度遠大于二氧化碳的溶解度,氨氣溶于水顯堿性,流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是氨鹽水顯堿性,更容易吸收二氧化碳;故填:變成堿性溶液后更容易吸收二氧化碳。(3)“操作A”是分離晶體和濾液,故為過濾操作,除了燒杯、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器是漏斗;故分別填:過濾;漏斗。(4)根據流程圖可知,煅燒碳酸氫鈉晶體會生成碳酸鈉、水和二氧化碳,所以物質X是二氧化碳,可以被循環利用,其化學式為:CO2;根據題干中給出的反應可知,總反應是:氯化鈉和碳酸氫銨反應生成碳酸氫鈉和氯化銨,即濾液是氯化銨溶液,Y晶體是氯化銨,氯化銨的化學式為NH4Cl,含有氮元素的肥料稱為氮肥,氯化銨中含有氮元素,故氯化銨在農業生產中可以用作氮肥。故分別填:CO2;作氮肥。(5)①純堿產品中含有碳酸鈉和氯化鈉,氯化鈉不與氯化鋇反應,碳酸鈉與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,其化學方程式為:。②見答案。9.2021年6月8日是第13個“世界海洋日”,煙臺有漫長的海岸線,蘊藏著豐富的海洋資源。某興趣小組設計的綜合利用海水的部分流程圖如下、據圖回答:(1)海水制鎂。步驟①②③是利用母液制鎂的流程,該流程中發生中和反應的化學方程式是______。步驟①中制取氫氧化鎂選擇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)海水曬鹽。通常采用______(填“降溫”或“蒸發”)結晶的方法使海水中的氯化鈉析出。通過步驟④除去粗鹽溶液中含有的MgCl2、Na2SO4、CaCl2等可溶性雜質,需要依次加入過量的BaC12溶液、過量的Na2CO3溶液、過量的NaOH溶液,然后過濾,在濾液中加入適量的稀鹽酸。其中加入過量的Na2CO3溶液的目的是______。(3)海水制堿。步驟⑧⑨是氨堿法制純堿的流程,步驟⑧中需要向NaCl飽和溶液中先后加入的兩種物質是______(寫化學式)。步聚⑨中發生反應的化學方程式是______。(4)步驟⑥是電解NaCl飽和溶液制取燒堿,該反應中的反應物是______。(5)步驟⑦用燒堿低溫制取次氯酸鈉的反應原理為:。則X的化學式是______。【答案】海水中的鎂離子濃度比較低,而海水經過富集后形成母液,其鎂離子濃度得到提高,提高了產率和生產效率蒸發去除Ca2+、過量的Ba2+NH3和CO2NaCl和H2ONaCl【解析】(1)步驟①②③中,第②步發生了中和反應,即鹽酸與氫氧化鎂反應生成氯化鎂和水,其反應方程式為:;之所以不直接向海水中直接加石灰乳,是因為海水中的鎂離子濃度比較低,而海水經過富集后形成母液,其鎂離子濃度得到提高,提高了產率和生產效率;(2)題干中提到“海水曬鹽”,因此通常采用日光曬海水來蒸發結晶的方式來制備粗鹽;過量的Na2CO3溶液,可以與CaCl2、過量的BaC12溶液發生反應,生成CaCO3和BaCO3沉淀,以達到去除Ca2+、過量的Ba2+等雜離子;(3)氨堿法制純堿的反應原理:以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿,先使氨氣通入飽和食鹽水中而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液,將經過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體,再加熱煅燒制得純堿產品,因此需要先后加入NH3和CO2;步驟⑨即碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,其反應方程式為:;(4)電解氯化鈉溶液,其反應物是氯化鈉和水,生成物是氫氧化鈉、氯氣和氫氣;(5)化學方程式左右兩端原子數目、種類相同,左邊有2Cl、2Na、2O、2H,右邊已知的有2O、2H、1Na、1Cl,差減后易得X為NaCl。10.我國有較長的海岸線,海水綜合利用對促進經濟發展有重要意義,下圖是海水綜合利用的流程示意圖,請回答相關問題。(1)從海水中獲得粗鹽的化學原理是_______。第①步除去粗鹽中的、Ca2+、Mg2+等雜質,常用到鹽酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液四種試劑??上燃尤脒^量NaOH溶液,再加入過量的_______溶液,_______溶液,經過濾后滴加適量的鹽酸,蒸發,可得到純凈的氯化鈉。(2)第②和③步中涉及的反應基本類型有_______。(3)食鹽是重要的化工原料,氨堿法制純堿的工業流程如下:在步驟I中通入氨氣的作用是_______,請寫出步驟II中發生反應的化學方程式_______。(4)從海水中提取溴常用吹出法,即用氯氣(C12)將海水里溴化鈉(NaBr)中的溴置換出來,再用空氣吹出溴(Br2)。流程示意圖如下:①寫出氯氣從NaBr中置換出溴單質的化學方程式_______。②吹出的溴和大量空氣混合在一起進入吸收塔(吸收塔中發生的反應:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr)。根據流程圖分析,通入SO2和H2O的目的是_______?!敬鸢浮?1)蒸發結晶氯化鋇溶液/BaCl2溶液碳酸鈉溶液/Na2CO3溶液(2)復分解反應和分解反應/復分解反應、分解反應(3)氨氣溶于水顯堿性,有利于二氧化碳的吸收(4)使Br2轉化為HBr,與空氣分離【解析】(1)海水曬鹽,使將海水蒸發濃縮,使氯化鈉從海水中結晶出來,再通過過慮得到粗鹽,所以從海水中獲得粗鹽的化學原理是蒸發結晶;粗鹽中含有、Ca2+、Mg2+等雜質,將粗鹽溶解后,先加入過量NaOH溶液,將鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀,加入過量氯化鋇溶液,將硫酸根離子轉化為沉淀,然后加入過量的碳酸鈉溶液,將原有的鈣離子和剩余的鋇離子轉化為沉淀,過濾后,得到溶液中還含有氫氧根離子和碳酸根離子,再加入過量的鹽酸,除去氫氧根離子和碳酸根離子,通過蒸發,將氯化氫和水除去得到純凈的氯化鈉,所以答案依次填:氯化鋇溶液(BaCl2溶液)或碳酸鈉溶液(Na2CO3溶液)。(2)步驟②是將氫氧化鎂轉化為氯化鎂,加入的物質是稀鹽酸,氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和水,該步轉化,是兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物,屬于復分解反應;步驟③電解氯化鎂得到金屬鎂,同時產生氯氣,將氯氣回收再利用,防止空氣污染,該過程是一種物質生成兩種物質,屬于分解反應。(3)氨堿法制取純堿,是先制得碳酸氫鈉,再加熱分解碳酸氫鈉,得到碳酸鈉。反應過程中是用氯化鈉溶液、氨氣、二氧化碳反應得到碳酸氫鈉,由于氨氣極易溶于水,其水溶液顯堿性,所以得到的飽和氨鹽水也顯堿性,有利于二氧化碳的吸收,故答案填:氨氣溶于水顯堿性,有利于二氧化碳的吸收;請寫出步驟II中發生反應的化學方程式為:。(4)置換反應是一種單質和一種化合物起反應生成另一種單質和另一種化合物,所以氯氣和溴化鈉反應生成氯化鈉和溴單質,其反應方程式為:;在吸收塔中發生的反應為溴、二氧化硫、水反應生成硫酸和溴化氫,所以通入二氧化硫和水的目的是將溴轉化為溴化氫,使其與空氣分離,再用溴化氫與氯氣反應生成得到氯化氫和單制溴,通過蒸餾分離子出單質溴,故答案填:使Br2轉化為HBr,與空氣分離。11.2020年9月中國宣布:力爭CO2的排放在2030年前實現“碳達峰”,2060年前實現“碳中和”,新能源的開發、CO2的“捕集”與利用成為當前研究的
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