数学
化学
专题训练
海水“晒盐”“制碱”
一、选择题
1.下列过程中发生化学变化的是 ( )
①海水“晒盐” ②海水“制碱” ③海水淡化
④海水制镁
A.全部 B.只有②
C.只有②④ D.②③④
2.下列关于海水利用的说法中不正确的是 ( )
A.海水中本身就含有氯化镁,因此可直接通电获得金属镁
B.海水“晒盐”是利用蒸发结晶的方法从海水中得到食盐
C.蒸馏法淡化海水是利用海水中各成分的沸点不同分离出淡水
D.海水“制碱”是利用向饱和氨盐水中通入二氧化碳过滤,加热过滤所得固体得到纯碱
二、填空题
3.提取粗盐后的母液中含有较多氯化镁,从母液中提取金属镁的过程大致如图图G1-1所示。
图G1-1
该过程中反应Ⅰ的基本反应类型是 ; 反应Ⅱ的化学方程式为
。
4.[2020·岳阳] 海洋中蕴藏着丰富的化学资源,从海水中提取金属镁的主要步骤如图图G1-2所示。
资料:海滩贝壳的主要成分是CaCO3。
图G1-2
(1)为节约资源,试剂X常用海滩贝壳为原料制得,则试剂X为 (填化学式)。
(2)操作Y的名称为 。
(3)熔融状态下的MgCl2通电后会生成镁与一种气体单质,该反应的化学方程式为 。
5.我国化学家侯德榜先生发明的“侯式制碱法”的基本原理是在浓氨水中通入足量的CO2生成一种盐,然后在此溶液中加入细小食盐粉末,由于NaHCO3在该状态下溶解度很小,呈晶体析出,同时由于NaHCO3不稳定,加热后生成纯碱、水和二氧化碳。根据以上叙述简要回答问题。
(1)用上述方法进行生产时,所用的起始原料有 (填化学式,下同)。
(2)最终产物是 。
(3)有关的化学方程式为 。
(4)有人认为侯式制碱法有下列优点,你认为其中不正确的是 (填字母)。
A.生产过程中部分产品可作为起始原料使用
B.反应不需要加热
C.副产物不会造成环境污染
6. 某化学小组参观制碱厂后,绘制了该厂生产纯碱的工艺流程图,如图图G1-3所示,据图回答:
图G1-3
(1)流程Ⅰ是依次向粗盐水中加入Ca(OH)2和Na2CO3,顺序不能颠倒,请说明原因:
。
(2)流程Ⅰ过滤后滤液中溶质有 种。
(3)写出向流程Ⅰ过滤后所得滤渣中加入稀盐酸发生中和反应的化学方程式:
。
(4)流程Ⅱ中,碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是
。
7.海洋是个巨大的宝藏。人类利用海洋化学资源大体上经历了如图图G1-4所示的几个阶段。
图G1-4
(1)海水经日晒蒸发水分,变为饱和溶液,再晒析出食盐,这一过程叫作 ,这样得到的是“粗盐”,不仅含有泥沙,还含有Ca2+、S、Mg2+等,为除去这三种杂质离子,可向粗盐水中依次加入过量的 (填化学式),过滤除去沉淀后再加入适量盐酸,将溶液调至中性。
(2)氯碱工业基本流程如图图G1-5所示,由此可知工艺中可循环利用的物质是 。
图G1-5
(3)海水提镁流程如图图G1-6所示,写出步骤a中反应的化学方程式: ,提取氯化镁历经a、b两步转换的目的是 。
海水(MgCl2)氢氧化镁氯化镁镁
图G1-6
(4)下列方法中能淡化海水的是 (填字母)。
A.过滤法 B.沉淀法 C.多级闪急蒸馏法 D.分解法
三、实验探究题
8.我国制碱工业采用联合制碱法生产纯碱,其反应原理如图下:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
[资料阅读]
①通常情况下,浓氨水具有较强的挥发性,易挥发出氨气。氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水,排放到空气中会污染空气。
②饱和碳酸氢钠溶液不能吸收二氧化碳。
某化学兴趣小组同学在实验室模拟联合制碱法如图下:
图G1-7
Ⅰ.关闭K1,先打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,再打开K1通入CO2。
Ⅱ.待三颈烧瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通入NH3;一段时间后,关闭K1停止通入CO2。
Ⅲ.将三颈烧瓶内反应后的混合物过滤,将滤出的固体洗涤、低温干燥,得到碳酸氢钠固体。再将其加热使其完全分解即得纯碱。
请回答下列问题。
(1)写出A装置中发生反应的化学方程式: 。
(2)B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是
。
(3)D装置中生石灰的作用是 。
(4)C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水,还能 。有同学认为应该在长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团,其目的是 。
(5)关闭K2停止通入NH3,还要继续通入一段时间CO2,其目的是 。
(6)写出副产品氯化铵和熟石灰反应的化学方程式: 。
四、计算题
9.[2020·龙东] 我国化学家侯德榜创立了侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了杰出贡献。在实际生产的产品碳酸钠中会混有少量的氯化钠。现有纯碱样品,为测定该样品中碳酸钠的质量分数,称取样品6 g,放入20 g水中使其完全溶解,再加入稀盐酸26.2 g,恰好完全反应,气体全部逸出,得到不饱和氯化钠溶液,溶液的总质量为50 g。试计算:
(1)生成二氧化碳的质量为 g。
(2)样品中碳酸钠的质量。
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数。
答案
专题训练(一)
1.C 2.A
3.复分解反应
Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
4.(1)Ca(OH)2 (2)过滤
(3)MgCl2Mg+Cl2↑
5.(1)NH3、CO2、H2O、NaCl (2)Na2CO3、NH4Cl
(3)NH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ (4)B
6.(1)如图果颠倒,过量的氢氧化钙和新生成的氯化钙无法除去
(2)三
(3)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
(4)室温时碳酸氢钠的溶解度比氯化铵的小
7.(1)蒸发结晶 BaCl2、NaOH、Na2CO3(合理即可)
(2)NaCl
(3)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
对氯化镁进行富集和提纯
(4)C
8.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
(3)氧化钙和水反应产生热量,加快氨气的挥发
(4)平衡气压 吸收氨气,防止其污染空气
(5)尽可能多地吸收二氧化碳,增大碳酸氢钠的产率
(6)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)生成的二氧化碳中可能含有氯化氢气体,碳酸氢钠不与二氧化碳反应,能与氯化氢反应,所以B装置中碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。(3)温度越高,分子运动得越快,所以D装置中氧化钙的作用是与水反应产生热量,加快氨气的挥发。(4)C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水,还有平衡气压的作用;因为氨气进入空气会污染环境,不能把氨气直接排放到空气中,所以在长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团,其目的是吸收氨气,防止其污染空气。
9.(1)2.2
解:(2)设样品中碳酸钠的质量为x,反应生成氯化钠的质量为y。
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106 117 44
x y 2.2 g
= x=5.3 g
= y=5.85 g
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为×100%=13.1%。
答:(2)样品中碳酸钠的质量为5.3 g;(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数为13.1%。