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電解飽和食鹽水 氯堿工業(yè) 1、 電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣、氫氣 2、 學(xué)會(huì)離子交換膜法制燒堿 工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱(chēng)為氯堿工業(yè)。 2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH 陰極：2H+ +2e?===H2↑ 陽(yáng)極：2Cl?-2e?===Cl2↑ U形管、電流表、碳棒、鐵棒、離子交換膜電解槽、飽和食鹽水、酚酞溶液 一般在惰性電極時(shí)，陰、陽(yáng)離子的放電順序如下： 陰離子放電順序：S2?>I?>Br?>Cl?>OH?>含氧酸根>F? 陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋 按右圖所示的裝置，在U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒做陽(yáng)極，一根鐵棒做陰極。同時(shí)在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液，并用濕潤(rùn)的碘化鉀試紙檢驗(yàn)放出的氣體。接通直流電源后，注意管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。 陽(yáng)極碳棒上產(chǎn)生的有刺激性氣味的氣體（Cl2）能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀試紙變藍(lán)；陰極鐵棒上產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體（H2）；陰極區(qū)溶液變紅。 在食鹽水中，存在著Na+、H+、Cl?、OH?四種離子，通電時(shí)，Na+、H+向陰極移動(dòng)，Cl?、OH?向陽(yáng)極移動(dòng)，由于放電能力H+>Na+，Cl?>OH?，因此在兩極上分別發(fā)生陰極：2H+ +2e?===H2↑ 陽(yáng)極：2Cl?-2e?===Cl2↑ 由于H+發(fā)生反應(yīng)變成H2，破壞了附近水的電離平衡，促進(jìn)了水繼續(xù)電離，結(jié)果在陰極區(qū)溶液里OH?的濃度增大而呈堿性。 問(wèn)題探究： 上述實(shí)驗(yàn)裝置制取氯氣和燒堿有何不足？ 1、H2和Cl2混合遇火發(fā)生爆炸不安全 2、Cl2會(huì)和NaOH反應(yīng)，會(huì)使得到的NaOH不純 離子交換膜法制燒堿 在電解槽中的陽(yáng)極室加入精制飽和NaCl溶液，在陰極室加入含有少量NaOH的水，中間連有陽(yáng)離子交換膜，接通電源 陽(yáng)極材料：金屬鈦網(wǎng)（涂鈦釕氧化物） 陰極材料：碳鋼網(wǎng)（有鎳涂層） 陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò) 在陽(yáng)極室我們可以得到氯氣和淡鹽水，陰極室得到了氫氣和NaOH溶液。 陽(yáng)極室：由于放電能力Cl?> OH?，2Cl?-2e?===Cl2↑；陰極室：由于放電能力H+>Na+，2H++2e?===H2↑；H+發(fā)生反應(yīng)變成H2，破壞了附近水的電離平衡，促進(jìn)了水繼續(xù)電離，結(jié)果在陰極室溶液里OH?的濃度增大。 由于陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，只允許Na+通過(guò)，而Cl?、OH?和氣體則不能通過(guò)，所以Na+通過(guò)交換膜進(jìn)入到陰極室與OH?形成NaOH溶液 離子交換膜的作用和功能？ （1）陽(yáng)離子交換膜，只允許陽(yáng)離子通過(guò)；陰離子交換膜，只允許陰離子通過(guò) （2）把電解槽隔為陰極室和陽(yáng)極室 （3）防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸；避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量和質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極和陰極材料能否調(diào)換，是否也能得到強(qiáng)氧化鈉溶液、氫氣、氯氣？ 不能，若陽(yáng)極材料是活性電極材料，則是電極材料本身先發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極：Fe-2e?===Fe2+ 陰極室加入的純水中為什么加入少量的NaOH？ 為了在電解開(kāi)始時(shí)增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，便于電解更好、更快的進(jìn)行 為什么要按上述方式加料？ 通電時(shí)，水在陰極表面放電生成H2，Na+穿過(guò)離子膜由陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室，導(dǎo)出的陰極液中含有NaOH；Cl—?jiǎng)t在陽(yáng)極表面放電生成Cl2。電解后的淡鹽水從陽(yáng)極導(dǎo)出。 由電解槽流出的陰極液中含有30%的NaOH，稱(chēng)為液堿，液堿經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶可以得到固堿、陰極區(qū)的另一產(chǎn)物濕氫氣經(jīng)冷卻、洗滌、壓縮后被送往氫氣貯柜；陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)物濕氯氣經(jīng)冷卻、干燥、凈化、壓縮后可得到液氯． （1）2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O （2）H2O+Cl2===HCl+HClO （3）H2+Cl2===2HCl （4）2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O （5）NaOH+CO2===NaHCO3 因此主要產(chǎn)品有： ①32%氫氧化鈉；②50%氫氧化鈉；③固體氫氧化鈉(片堿)；④高純鹽酸；⑤工業(yè)鹽酸；⑥次氯酸鈉；⑦氯氣、液氯(液態(tài)氯氣)；⑧PVC(聚氯乙烯樹(shù)脂，氯堿工業(yè)一般都伴隨PVC樹(shù)脂)；⑨氫氣等 1．氯堿工業(yè)的基本原理就是電解飽和食鹽水。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室電解飽和食鹽水的說(shuō)法中正確的說(shuō)法是（） A．可以選用炭棒作為陰、陽(yáng)極材料，但陽(yáng)極材料也可以用鐵棒 B．用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近陰極區(qū)域，試紙變藍(lán) C．電解過(guò)程中，在陰極區(qū)域溶液中滴加酚酞，溶液變紅色 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將溶液攪拌，然后用pH試紙檢驗(yàn)，溶液呈中性 【答案】C 【解析】A．金屬做陽(yáng)極，陽(yáng)極是活潑金屬鐵本身放電，電極反應(yīng)方程式為：Fe-2e?===Fe2+，故A錯(cuò)誤；B．選用碳棒作為陰、陽(yáng)極材料，電解飽和食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為：2H2O-2e?===2OH?+H2↑，陽(yáng)極反應(yīng)式為：2Cl?-2e?===Cl2↑，陰極產(chǎn)物為NaOH和氫氣，無(wú)氯氣，試紙不會(huì)變藍(lán)，故B錯(cuò)誤；C．用惰性材料作陰極，電解飽和食鹽水陰極上氫離子放電，同時(shí)得到氫氧根離子，在陰極區(qū)域溶液中滴加酚酞，溶液變紅色，故C正確；D．電解一段時(shí)間后，所得的電解質(zhì)溶液是氫氧化鈉溶液，將電解液全部轉(zhuǎn)移到燒杯中，會(huì)顯示堿性；故D錯(cuò)誤；故答案為C。 2．工業(yè)上電解食鹽水的陰極區(qū)產(chǎn)物是（） A．氯氣 B．氫氣和氯氣 C．氫氣和氫氧化鈉D．氯氣和氫氧化鈉 【答案】C 【解析】電解飽和食鹽水總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，陽(yáng)極反應(yīng)式為：2Cl?－2e?===Cl2↑，陰極反應(yīng)式：2H+＋2e?===H2↑或2H2O＋2e?===H2↑+2OH?，因此陰極區(qū)的產(chǎn)物為氫氣和氫氧化鈉，答案選C。 3．下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是（） A．飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應(yīng)：CO+CaSO4CaCO3+SO B．酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I?+IO+6H+===I2+3H2O C．KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng)：3ClO?+2Fe(OH)3===2FeO+3Cl?+4H++H2O D．電解飽和食鹽水：2Cl?+2H+Cl2↑+H2↑ 【答案】A 【解析】A項(xiàng)，飽和Na2CO3溶液與CaSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成更難溶于水的CaCO3，反應(yīng)的離子方程式為CO+CaSO4CaCO3+SO，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，電荷不守恒，得失電子不守恒，正確的離子方程式為5I?+IO+6H+===3I2+3H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在堿性溶液中不可能生成H+，正確的離子方程式為3ClO?+2Fe(OH)3+4OH?===3Cl?+2FeO+5H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解飽和食鹽水生成NaOH、H2和Cl2，電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl?+2H2OCl2↑+H2↑+2OH?，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選A。 4．下列有關(guān)氯堿工業(yè)的描述，正確的是（） A．氯堿工業(yè)是指電解熔融氯化鈉制取氯氣的方法 B．氯堿工業(yè)只能得到氯氣和氫氧化鈉兩種有價(jià)值的產(chǎn)品 C．實(shí)驗(yàn)室模擬氯堿工業(yè)制取氯氣后所得溶液呈堿性 D．實(shí)驗(yàn)室模擬氯堿工業(yè)所得氯氣不能直接排放，應(yīng)用澄清石灰水吸收 【答案】C 【解析】A．氯堿工業(yè)是指電解氯化鈉溶液制取燒堿的方法，電解熔融氯化鈉是制取鈉的方法，故A錯(cuò)誤；B．氯堿工業(yè)能得到氯氣、氫氣、氫氧化鈉三種有價(jià)值的產(chǎn)品，故B錯(cuò)誤；C．氯堿工業(yè)制取氯氣后所得溶液是氫氧化鈉溶液，溶液呈堿性，故C正確；D．氯氣有毒，實(shí)驗(yàn)室模擬氯堿工業(yè)所得氯氣不能直接排放，尾氣處理用氫氧化鈉溶液吸收，故D錯(cuò)誤；故選C。 5．下列關(guān)于“氯堿工業(yè)”的說(shuō)法中，正確的是（） A．“氯堿工業(yè)”的原料是Cl2和燒堿 B．“氯堿工業(yè)”的主要生產(chǎn)過(guò)程是電解飽和食鹽水 C．“氯堿工業(yè)”的主要產(chǎn)品是純堿 D．“氯堿工業(yè)”消耗的能源主要是熱能 【答案】B 【解析】A．“氯堿工業(yè)”的原料是飽和食鹽水，故A錯(cuò)誤；B．“氯堿工業(yè)”的主要生產(chǎn)過(guò)程是電解飽和食鹽水，產(chǎn)生氯氣、氫氣和氫氧化鈉，故B正確；C．“氯堿工業(yè)”的蛀牙生產(chǎn)過(guò)程是電解飽和食鹽水，產(chǎn)生氯氣、氫氣、氫氧化鈉，沒(méi)有純堿生成，故C錯(cuò)誤；D．“氯堿工業(yè)”消耗的能源主要是電能，故D錯(cuò)誤；故選B． 6．某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的是（） A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl B．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl C．a(chǎn)為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaCl D．a(chǎn)為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl 【答案】B 7．ClO2是一種高效安全的殺菌消毒劑。用氯化鈉電解法生成ClO2的工藝原理示意圖如下圖，發(fā)生器內(nèi)電解生成ClO2。下列說(shuō)法正確的是（） A．a(chǎn)氣體是氯氣，b氣體是氫氣 B．氯化鈉電解槽內(nèi)每生成2mol a氣體，轉(zhuǎn)移2mol e? C．ClO2發(fā)生器中陰極的電極反應(yīng)式為：ClO+2H++e?===ClO2↑+H2O D．為使a、b氣體恰好完全反應(yīng)，理論上每生產(chǎn)1molClO2需要補(bǔ)充44.8Lb氣體（標(biāo)況下） 【答案】C 【解析】由圖中信息可知，電解食鹽水時(shí)，陽(yáng)極生成氯酸鈉，陰極生成氫氣，所以a為氫氣；氯酸鈉與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣，所以b為氯氣。A．a(chǎn)氣體是氫氣，b氣體是氯氣，A不正確；B．氯化鈉電解槽內(nèi)每生成2mol氫氣，轉(zhuǎn)移4mol e?，B不正確；C．ClO2發(fā)生器中發(fā)生的反應(yīng)是：2ClO+4H++2Cl?===2ClO2↑ +Cl2↑+2H2O，電解時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為ClO+2H++e?===ClO2↑+H2O，C正確；D．由C的分析可知，每生成1mol ClO2，需要1molClO，同時(shí)生成0.5mol氯氣，根據(jù)電子守恒氯化鈉電解槽內(nèi)每生成1molNaClO3同時(shí)生成3molH2，為使a、b氣體恰好完全反應(yīng)，理論上每生產(chǎn)1mol ClO2需要補(bǔ)充2.5mol Cl2，在標(biāo)況下其體積為56L，D不正確。本題選C。 8．以下關(guān)于氨堿法與聯(lián)合制堿法的認(rèn)識(shí)，不正確的是（） A．氨堿法生產(chǎn)純堿的原料便宜易得，步驟簡(jiǎn)單，是最早的制堿工藝 B．聯(lián)合制堿法又稱(chēng)侯氏制堿法，是侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上改造形成的 C．在聯(lián)合制堿法中，氯化鈉的利用率比氨堿法中的高 D．聯(lián)合制堿法避免了氨堿法中對(duì)氯化鈣的處理 【答案】A 【解析】A．氨堿法生產(chǎn)純堿的原料為食鹽和石灰石，便宜易得，但它并非最早的制堿工藝，最早的制堿方法是路布蘭法，故A錯(cuò)誤；B．聯(lián)合制堿法又稱(chēng)侯氏制堿法，是侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上改造形成的，聯(lián)合制堿法循環(huán)物質(zhì)：氯化鈉，二氧化碳，最大的優(yōu)點(diǎn)是把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合起來(lái)，降低了成本，故B正確；C．聯(lián)合制堿法最大的優(yōu)點(diǎn)是使食鹽的利用率提高到96%以上，廢棄物少，故C正確；D．聯(lián)合制堿法把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合起來(lái)，將堿廠的無(wú)用的成分氯離子來(lái)代替價(jià)格較高的硫酸固定氨廠里的氨，制取氮肥氯化銨；從而不再生成沒(méi)有多大用處，又難于處理的氯化鈣，減少了對(duì)環(huán)境的污染，并且大大降低了純堿和氮肥的成本，故D正確；故選A。 9．當(dāng)電解飽和食鹽水時(shí)，如果有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，在標(biāo)況下產(chǎn)生氣體的總體積是（） A．22.4L B．4.48L C．8.96L D．44.8L 【答案】C 10．用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 a處試紙變藍(lán)； b處變紅，局部褪色； c處無(wú)明顯變化； d處試紙變藍(lán) 下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是（） A．a(chǎn)為電解池的陰極 B．b處有氯氣生成，且與水反應(yīng)生成了鹽酸和次氯酸 C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe-3e?===Fe3+ D．d處：2H2O+2e?===H2↑+2OH? 【答案】C 【解析】A．a(chǎn)處試紙變藍(lán)，為陰極，生成OH?，電極方程式為2H2O+2e?===H2↑+2OH?，故A正確；B．b處變紅，局部褪色，是因?yàn)镃l2+H2O===HCl+HClO，HCl的酸性使溶液變紅，HClO的漂白性使局部褪色，故B正確；C．Fe為c陽(yáng)極，處發(fā)生了反應(yīng)：Fe-2e?===Fe2+，故C錯(cuò)誤；D．d處試紙變藍(lán)，為陰極，生成OH?，電極方程式為2H2O+2e?===H2↑+2OH?，故D正確；答案為C。 11．利用右圖所示裝置可以將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO。下列說(shuō)法中，正確的是（） A．該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程 B．電極a表面發(fā)生還原反應(yīng) C．該裝置工作時(shí)，H+從b極區(qū)向a極區(qū)移動(dòng) D．該裝置中每生成1mol CO，同時(shí)生成1mol O2 【答案】A 【解析】A．根據(jù)圖示，該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，故A正確；B．根據(jù)圖示，電極a表面發(fā)生水轉(zhuǎn)化為氧氣的過(guò)程，反應(yīng)中O元素的化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖示，a為負(fù)極，b為正極，H+從a極區(qū)向b極區(qū)移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)得失電子守恒，該裝置中每生成1mol CO，同時(shí)生成mol O2，故D錯(cuò)誤；故選A。 12．電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)基礎(chǔ)。 （1）寫(xiě)出電解飽和氯化鈉溶液時(shí)的總的離子反應(yīng)方程式：_______________________。 （2）當(dāng)陰極產(chǎn)生1mol H2時(shí)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的Na+有_________mol； （3）產(chǎn)生的氯氣可用于制TiCl4，但TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO、CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行?；卮穑? 已知：TiO2(s) +2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4kJmol?1 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=﹣220.9kJmol?1 ①TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)的原因是__________________________________________ ②加碳生成CO、CO2后得以進(jìn)行原因是________________________________ （4）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)。 ①圖中Y是________ (填化學(xué)式)； ②寫(xiě)出燃料電池B中負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：_______________________________ ③比較圖示中氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小：a%_______b%（填＞、＝或＜） 【答案】（1）2Cl?+2H2O2OH?+H2↑+Cl2↑ （2）2 （3）①ΔH-TΔS＞0；②TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5kJmol?1，反應(yīng)ΔH＜0，ΔH-TΔS＜0使反應(yīng)得以進(jìn)行 （4）①H2；②H2 +2OH?-2e?===2H2O；③＜ 【解析】（1）電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉，所以電解池的總反應(yīng)為：2Cl?+2H2O2OH?+H2↑+Cl2↑；（2）當(dāng)陰極產(chǎn)生1mol H2時(shí)，溶液中產(chǎn)生2mol OH?，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的Na+有2mol；（3）①根據(jù)焓判據(jù)和熵判據(jù)判斷反應(yīng)的方向；②TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4kJmol?1；2C(s)+O2(g) ===2CO(g) ΔH2=﹣220.9kJmol?1；根據(jù)蓋斯定律，兩式相加得TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) ΔH =-45.5kJmol?1；反應(yīng)ΔH＜0，ΔH-TΔS＜0，故反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行；（4）①電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，陰極上氫離子得電子生成氫氣，故Y為H2；②氫氧燃料電池的電解質(zhì)是堿時(shí)，電池總反應(yīng)式均可表示為：2H2+O2===2H2O，其負(fù)極反應(yīng)表示為：H2+2OH?-2e?===2H2O；③由于燃料電池正極發(fā)生O2+4e?+2H2O===4OH?，燃料電池中的離子膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH?，所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于b% 。 12．愛(ài)國(guó)實(shí)業(yè)家侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上，發(fā)明了“聯(lián)合制堿法”，簡(jiǎn)單流程如圖。完成下列問(wèn)題： （1）在飽和食鹽水中通入X和Y，則X______和Y_______（填物質(zhì)名稱(chēng)），先通X后通Y的原因是_______________________。 （2）寫(xiě)出通入X和Y的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________________。 （3）操作Z包括________和________（填名稱(chēng)）。 （4）溶液B中含有的主要離子是_____________，為了得到化肥（NH4Cl），需要在溶液B中通入NH3、冷凍、加食鹽，其中通入NH3的作用一_______________________________，作用二_______________________________。 （5）工業(yè)生產(chǎn)的純堿常會(huì)含少量NaCl雜質(zhì)?，F(xiàn)用重量法測(cè)定其純度，步驟如下： ① 稱(chēng)取樣品ag，加水溶解； ② 加入足量的BaCl2溶液； ③ 過(guò)濾、_________、烘干、冷卻、稱(chēng)量、烘干、冷卻、_________，最終得到固體bg。樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)__________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。 【答案】（1）氨氣、二氧化碳；氨氣在水中溶解度大，先通氨氣有利于生成碳酸氫鈉沉淀 （2）NaCl + NH3+CO2 +H2O===NaHCO3↓+NH4Cl （3）過(guò)濾；洗滌 （4）Na+、HCO、NH、Cl?；將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3；產(chǎn)生的NH有利于NH4Cl形成 （5）③洗滌；（再）稱(chēng)量；106b/197a 【解析】（1）以食鹽、氨和二氧化碳為原料來(lái)制取純堿，氨氣極易溶于水，先把氨氣通入飽和食鹽水中先形成堿性的鹽溶液，然后通入二氧化碳?xì)怏w，其水溶液顯酸性，酸堿易發(fā)生中和反應(yīng)，有利于碳酸氫鈉沉淀，所以先通氨氣，后通二氧化碳；正確答案：氨氣二氧化碳；氨氣在水中溶解度大，先通氨氣有利于生成碳酸氫鈉沉淀。（2）食鹽水中通入氨氣和二氧化碳后發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，化學(xué)反應(yīng)方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O ===NaHCO3↓+NH4Cl；正確答案：NaCl +NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。（3）分離固體和液體，進(jìn)行過(guò)濾操作，再洗滌固體；所以操作Z包括過(guò)濾和洗滌；正確答案：過(guò)濾和洗滌。4）經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，濾液中含有氯化銨及少量碳酸氫鈉，因此溶液B中含有的主要離子是Na+、HCO、NH、Cl?；為了得到化肥（NH4Cl），需要在溶液B中通入NH3、冷凍、加食鹽，由于氨水顯堿性，就會(huì)將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，反應(yīng)產(chǎn)生的NH有利于NH4Cl形成；正確答案：Na+、HCO、NH、Cl?；將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3；產(chǎn)生的NH有利于NH4Cl形成。（5）加入足量的BaCl2溶液發(fā)生反應(yīng):BaCl2+Na2CO3===BaCO3+2NaCl↓，Na2CO3 ~BaCO3，根據(jù)原子守恒，通過(guò)稱(chēng)量沉淀碳酸鋇的質(zhì)量，來(lái)計(jì)算樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需洗滌沉淀，除去雜質(zhì)離子，且將沉淀冷卻到室溫，再稱(chēng)量所得固體，最終得到固體bg為BaCO3，根據(jù)碳守恒，純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=100％；正確答案：洗滌；稱(chēng)量；。 13．工業(yè)上以侯氏制堿法為基礎(chǔ)生產(chǎn)焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）．其制備工藝流程如下： 已知：反應(yīng)Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反應(yīng)． （1）反應(yīng)I的化學(xué)方程式為：_______________________________________。 （2）已知Na2S2O5與稀硫酸反應(yīng)放出SO2，其離子方程式為：_______________________。 （3）反應(yīng)I時(shí)應(yīng)先通的氣體為_(kāi)_____，副產(chǎn)品X的化學(xué)式是_________________。 （4）為了減少產(chǎn)品Na2S2O5中雜質(zhì)含量，需控制反應(yīng)Ⅱ中氣體與固體的物質(zhì)的量之比約為_(kāi)_____。檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)所需試劑是______（填編號(hào)） ①酸性高錳酸鉀②品紅溶液③澄清石灰水④飽和碳酸氫鈉溶液⑤NaOH⑥稀硫酸 【答案】（1）NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl；S2O+2H+===2SO2↑+H2O （3）NH3；CuSO45H2O （4）2∶1；①③⑥ 【解析】反應(yīng)Ⅰ為生成NaHCO3，加熱生成Na2CO3，在反應(yīng)Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO3與二氧化碳，加熱NaHSO3生成Na2S2O5。硫化銅在空氣中灼燒生成氧化銅和二氧化硫，氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，據(jù)此解答。（1）根據(jù)流程可確定反應(yīng)物為NaCl、NH3、CO2，產(chǎn)物為NH4Cl和碳酸氫鈉，因此反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O ===NaHCO3↓+NH4Cl；（2）根椐提示可知生成二氧化硫和水，Na2S2O5與稀硫酸反應(yīng)放出SO2和水，反應(yīng)的離子方程式為S2O+2H+===2SO2↑+H2O；（3）由于二氧化碳在水中的溶解性很小，氨氣極易溶于水，反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行時(shí)應(yīng)先通入氨氣，增大HCO的濃度，便于NaHCO3析出；根據(jù)上述分析可知，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，得出硫酸銅晶體，因此副產(chǎn)品X的化學(xué)式是CuSO45H2O；（4）從圖示中可以看出反應(yīng)Ⅱ中氣體與固體分別是二氧化硫和碳酸鈉，這兩種物質(zhì)反應(yīng)必須生成亞硫酸氫鈉：反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)應(yīng)是二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO3，NaHSO3再生成Na2S2O5，反應(yīng)方程式為Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2，因此氣體與固體的物質(zhì)的量之比為2∶1；檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)，需加酸反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳生成，即用澄清石灰水，但加酸會(huì)生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先除去，用酸性高錳酸鉀溶液根據(jù)顏色不褪色確定二氧化硫除凈，故選①③⑥。