Question

利用海水資源進行化工生產的部分工藝流程如圖：

（1）流程I中，欲除去粗鹽中含有的Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等離子，需將粗鹽溶解后，按序加入藥品進行沉淀、過濾等。加入藥品和操作的順序可以是        。
a．Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂、過濾、鹽酸    b．NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、過濾、鹽酸
c．NaOH、Na₂CO₃、BaCl₂、過濾、鹽酸   d．BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH、過濾、鹽酸
（2）流程II中，電解飽和NaCl溶液的離子方程式為                。通電開始后，陽極區產生的氣體是     ，陰極附近溶液pH會    （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（3）流程III中，通過反應得到NaHCO₃晶體。下圖為NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃、NH₄HCO₃的溶解度曲線，其中能表示NaHCO₃溶解度曲線的是    ，化學反應方程式是       。

（4）流程IV中，所得純堿常含有少量可溶性雜質，提純它的過程如下：將碳酸鈉樣品加適量水溶解、　　 、　   、過濾、洗滌2-3次，得到純凈Na₂CO₃?10H₂O，Na₂CO₃?10H₂O脫水得到無水碳酸鈉，已知：
Na₂CO₃·H₂O(s)==Na₂CO₃(s)+H₂O(g)  ΔH₁=+58.73kJ·mol^－1
Na₂CO₃·10H₂O(s)==Na₂CO₃·H₂O(s)+9H₂O(g)  ΔH₂=" +473.63" kJ·mol^－1
把該過程產生的氣態水完全液化釋放的熱能全部用于生產Na₂CO₃所需的能耗（不考慮能量損失），若生產1molNa₂CO₃需要耗能92.36kJ，由此得出：H₂O(g）==H₂O(l) △H =　  。

Answer 1

（16分）
（1）bd（3分，只選b或d得1分，全對得3分，凡其它有錯答案不得分）。
（2） 2Cl^－+2H₂O2OH^－+H₂↑+Cl₂↑（2分，寫“通電”不扣分、漏反應條件、無“↑”、未配平只扣1分）； Cl₂（或氯氣）（1分），增大（1分）
（3）d （2分） NaCl + CO₂ + NH₃ + H₂O="=" NaHCO₃↓+ NH₄Cl（2分，未寫“↓”扣1分）
（4）蒸發濃縮  冷卻結晶（2分）  — 44.00 kJ/mol（3分，無單位扣1分，沒有符號“-”的不得分）

試題分析：（1）a項，雖然能除去雜質及過量碳酸鈉和氫氧化鈉，但是過量氯化鋇沒有除去，故a選項錯誤；b項，既能除去雜質及過量的氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉，又不引入新的雜質，故b選項正確；c項，雖然能除去雜質及過量的氫氧化鈉、碳酸鈉，但是過量的氯化鋇沒有除去，故c選項錯誤；d項，既能除去雜質及過量的氯化鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉，又不引入新的雜質，故d選項正確；（2）用惰性電解飽和食鹽水可以制備氫氧化鈉、氫氣、氯氣，該反應實質為2Cl^－+2H₂O2OH^－+H₂↑+Cl₂↑；陰離子移向陽極，氯離子比氫氧根離子容易失去電子，發生氧化反應，產生黃綠色的氣體，即氯氣；陽離子移向陰極，氫離子比鈉離子容易得到電子，發生還原反應，則陰極產生無色氣體，即氫氣，由于氫離子被消耗，則陰極附近氫離子濃度減小，所以陰極附近溶液的pH增大；（3）流程III的反應屬于復分解反應，即NaCl+NH₃+CO₂+H₂O==NaHCO₃↓+NH₄Cl（或者NH₃+H₂O==NH₃?H₂O、NH₃?H₂O+CO₂==NH₄HCO₃、NH₄HCO₃+NaCl="=" NaHCO₃↓+NH₄Cl），該反應能夠發生的原因是NH₄HCO₃、NaCl的溶解度均大于NaHCO₃，則圖中溶解度最小的d表示NaHCO₃；（4）由于被提純物和雜質都是可溶物，雜質可能是NaCl等，根據混合物分離提純的方法推斷，應選擇結晶法分離出碳酸鈉晶體，因此需要將碳酸鈉樣品加適量水溶解、蒸發濃縮、冷卻結晶或降溫結晶、過濾、洗滌，得到純凈的Na₂CO₃?10H₂O，Na₂CO₃?10H₂O脫水得到無水碳酸鈉；先將已知兩個熱化學方程式編號為①②，觀察發現①+②可得③Na₂CO₃·10H₂O(s)==Na₂CO₃ (s)+10H₂O(g)  ΔH₃=" +532.36" kJ·mol^－1，依題意可知④Na₂CO₃·10H₂O(s)==Na₂CO₃ (s)+10H₂O(l)  ΔH₄=" +92.36" kJ·mol^－1，觀察發現（④—③）/10可以得到：H₂O(g)="=" H₂O(l)   ΔH=(ΔH₄—ΔH₃)/10=" —44" kJ·mol^－1。