Question

10．海水中的化學．
（1）海水中含有較多的硫酸鈉．硫酸鈉是制造紙漿、燃料稀釋劑、醫(yī)藥用品等的重要原料．
某硫酸鈉粗品中含有少量的硫酸鈣、硫酸鎂，實驗室進行提純的流程如圖1：

回答下列問題：
①用氫氧化鈉和碳酸鈉除雜時，反應的化學方程式分別為2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃↓+Na₂SO₄．
②氫氧化鈉和碳酸鈉如果添加過量了，可在濾液中加入適量稀硫酸溶液除去．
③“后續(xù)處理”的主要操作是蒸發(fā)，為了獲得純凈的硫酸鈉，應蒸發(fā)至B．（填序號）．
A．完全蒸干時停止加熱
B．快干時停止加熱，利用余熱蒸干
C．有大量固體析出時停止加熱，過濾棄去剩余的少量溶液
④已知硫酸鈉的溶解度隨溫度變化的曲線如圖2所示．40℃時，硫酸鈉的溶解度為50g．將40℃時的該飽和溶液升高溫度至90℃，觀察到的現(xiàn)象是有固體析出．．

（2）利用苦鹵制取鎂，主要流程如圖3：
步驟Ⅱ中的試劑a是稀鹽酸．步驟 III中反應的化學方程式是MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；．
（3）采用氨堿法生產(chǎn)純堿，主要流程如圖4：
①上述Ⅰ、Ⅱ兩個步驟總反應的化學方程式是NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl．
②從步驟Ⅱ過濾后得到碳酸氫鈉，近日，一則《重大突破！癌細胞，竟被中國醫(yī)生用小蘇打“餓”死了》的新聞在網(wǎng)絡上熱傳：研究人員用小蘇打用來去除腫瘤內(nèi)的氫離子，就可破壞乳酸根和氫離子的協(xié)同作用，從而快速有效地殺死處于葡萄糖饑餓或缺乏的腫瘤細胞．請你用一個化學反應證明該研究成果的科學性．當然，科學原理如何轉換到臨床上來，還會是一個很艱難的跨越．對此科研成果你有何感想．本實驗室利用了小蘇打中的碳酸根離子能與氫離子結合生成水和二氧化碳的原理
③最后得到的純堿中若含有少量小蘇打，應怎樣除去？請寫出所用方法或試劑．加熱固體．

Answer 1

分析 （1）①本題給出了除去雜質應選用的試劑，由復分解反應發(fā)生的條件寫出化學方程式即可；
②如果氫氧化鈉和碳酸鈉過量，可加入適量的稀硫酸，稀硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，稀硫酸和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
③在蒸發(fā)過程中，不同于常規(guī)的蒸發(fā)操作，溶液中含有NaCl，需注意先加熱后過濾；
④因為40℃時，硫酸鈉的溶解度是50克，故100克水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和；當由40℃升高到90℃時，硫酸鈉的溶解度減小，故有硫酸鈉固體析出．
（2）根據(jù)氯化鎂的生產(chǎn)流程，要將氫氧化鎂沉淀轉化為氯化鎂，應加入的試劑是稀鹽酸；海水中的氯化鎂能和氫氧化鈣反應生成氫氧化鎂沉淀，化學方程式為：
MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；
（3）①碳酸根離子能與氫離子結合生成水和二氧化碳；
②銨態(tài)氮肥與堿混合加熱時能放出氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．

解答 解：（1）：①由復分解反應發(fā)生的條件，氫氧化鈉和硫酸鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，碳酸鈉和硫酸鈣反應生成碳酸鈣沉淀和硫酸鈉．反應的化學方程式為：2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄；  Na₂CO₃+CaSO₄═CaCO₃↓+2Na₂SO₄
②硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，沒有帶入新雜質，碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳以氣體形式逸出，不帶入任何其它雜質．故除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉時，可以用稀硫酸．
③被加熱的濾液中含有一定量的NaCl，故蒸發(fā)操作無法得到純凈的硫酸鈉晶體，應加熱使大部分硫酸鈉晶體析出，而此時溶液中的溶質主要為氯化鈉，然后過濾除去濾液，從而的較純凈的硫酸鈉晶體．
④根據(jù)溶解度的定義以及溶解度受溫度影響的關系可知．100克蒸餾水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和．由硫酸鈉的溶解的曲線可知，在0℃到40℃之間，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，在40℃到90℃時，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而減�。�飽和的硫酸鈉溶液由40℃升高到90℃時，溶解度減小，故有硫酸鈉固體析出．
故答案為：
（1）①2NaOH+MgSO₄=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄；CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃↓+Na₂SO₄；②硫酸；③C；④50，有晶體析出．
（2）由氯化鎂的生產(chǎn)流程，要將氫氧化鎂沉淀轉化為氯化鎂，應加入的試劑a是稀鹽酸；步驟 III是氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，化學方程式為：MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（3）①氨堿法生產(chǎn)純堿的化學反應原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉和水反應生成碳酸氫鈉，化學方程式：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl；
②本實驗室利用了小蘇打中的碳酸根離子能與氫離子結合生成水和二氧化碳的原理；故填：NaHCO₃+HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．
③小蘇打受熱可分解為碳酸鈉和水和二氧化碳，故純堿中若含有少量小蘇打，應采用加熱固體的方法除去；
故答為：（1）①MgSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Na₂CO₃+CaSO₄=CaCO₃↓+Na₂SO₄；②硫酸；③B，④50，有固體析出；
（2）鹽酸．MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（3）①NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl．
②NaHCO₃+HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．③加熱固體．

點評 本題主要考查了選擇試劑、化學方程式的書寫、蒸發(fā)操作以及對固體溶解度曲線的意義，以此培養(yǎng)學生的理解能力、培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力．