Question

(10分)南海、釣魚島及其附屬海域是我國固有領土，蘊藏著豐富的海洋資源。
（1）海水制鹽。從海水制取的粗鹽中含有泥沙、硫酸鎂和氯化鈣等雜質，為得到較純的氯化鈉，將粗鹽溶于水，然后進行如下操作：a．加過量的Ba(OH)₂溶液；b．加稍過量的鹽酸；c．加過量的Na₂CO₃溶液；d．過濾；e．蒸發。正確的操作順序是       (填字母)。加Na₂CO₃溶液的作用是除去                                             。
（2）海水淡化。下圖是一個簡易的蒸餾法淡化海水的裝置。證明得到的水是淡水的方法是                                    。

（3）海水制鎂。從海水中提取金屬鎂的過程如下圖所示：

在上述轉化過程中發生中和反應的是           (填反應順序號)。海水中本身就含有氯化鎂，則①、②兩步的作用是                                      。
（4）海水“制堿”。氨堿法制純堿是先通過化學反應生成NaHCO₃和NH₄Cl，NaHCO₃結晶析出，再加熱NaHCO₃制得純堿。
①氨堿法制純堿中生成NaHCO₃和NH₄Cl的化學方程式為                                       ；
②反應中生成NaHCO₃和NH₄Cl的質量比為84∶53．5，NaHCO₃和NH₄Cl的溶解度曲線如圖所示。請分析NaHCO₃結晶析出而NH₄Cl沒有結晶析出的原因是                                              。

Answer 1

（1）①②③④（2）（3）①②（4）①NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl
②氯化銨的溶解度要遠遠大于碳酸氫鈉的溶解度，而反應生成的碳酸氫鈉的質量要大于氯化銨的質量，因此在溶液中碳酸氫鈉會因先達到飽和而析出。

試題分析：（1）第一步：除去硫酸鎂可加入氫氧化鋇溶液，產生硫酸鋇沉淀和氫氧化鎂沉淀。為保證硫酸完全除去需要加入過量的氫氧化鋇。第二步：除去氯化鈣可加入過量的碳酸鈉溶液，形成碳酸鈣沉淀。同時還可除去第一步中因過量而剩余的鋇離子（如先加碳酸鈉再加氫氧化鋇，則無法除去過量的鋇離子）；第三步過濾；將泥沙及前兩步形成的沉淀除去；第四步：向第三步得到的濾液中加入過量的鹽酸，除去每一步剩余的氫氧根離子及第二步剩余的碳酸根離子；第五步：蒸發，得到精鹽固體。同時可除去第四步剩余的鹽酸（蒸發過程中揮發）。所以操作步驟為：a、c、d、b、e。  加入過量的碳酸鈉的作用是除去氯化鈣和氫氧化鋇。
（2）為證明得到的水是淡水，即其中不含可溶解的鹽類物質（主要是氯化鈉）可采用蒸干的方法，如蒸干后沒有固體，說明得到的水為淡水。也可向得到的水中加入硝酸銀，如不產生沉淀，則所得到的水為淡水。如含氯離子，則會產生白色的氯化銀沉淀。
（3）①為氯化鎂（鹽）與氫氧化鈣（堿）反應；②為氫氧化鎂（堿）與鹽酸（酸）的反應；③為氯化鎂在通電時發生分解反應生成鎂和氯氣。中和反應是酸和堿作用生成鹽和水的反應，所以符合條件的是②。步驟①可過濾得到純凈的氫氧化鎂，步驟②可得到高濃度的氯化鎂；所以步驟①②的作用是富集氯化鎂。
（4）①氨堿法制純堿時，氯化鈉可與水、氨氣、二氧化碳等物質反應生成碳酸氫鈉和氯化銨；反應的化學方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl
②根據圖像可知：氯化銨的溶解度要遠遠大于碳酸氫鈉的溶解度，而反應生成的碳酸氫鈉的質量要大于氯化銨的質量，因此在溶液中碳酸氫鈉會因先達到飽和而析出。