Question

（2013?廣州模擬）以地下鹵水（主要含NaCl，還有少量Ca²⁺、Mg²⁺）為主要原料生產亞硫酸鈉的新工藝如下，同時能得到用作化肥的副產品氯化銨．

已知以下四種物質的溶解度曲線圖2：
（1）“除雜”時，先加入適量石灰乳過濾除去Mg²⁺，再通入CO₂并用少量氨水調節pH過濾除去Ca²⁺，“廢渣”的主要成分為

Mg（OH）₂

、

CaCO₃

．
（2）“濾渣1”的化學式為

NaHCO₃

．
（3）在“濾液1”中加入鹽酸的目的是

除去HCO₃^-

．“濾渣2”的化學式為

NaCl

．
（4）已知H₂CO₃和H₂SO₃的電離常數如下表，“通入SO₂”反應的化學方程式為

NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂

．

物質	電離常數（25℃）
H2CO3	K1=4.4×10-7K2=4.7×10-11
H2SO3	K1=1.23×10-2K2=5.6×10-8

Answer 1

分析：（1）石灰乳是氫氧化鈣的懸濁液，電離出的氫氧根離子和鎂離子結合生成氫氧化鎂的沉淀；二氧化碳為酸性氣體，氨氣為堿性氣體，再通入CO₂并用少量氨水調節pH可形成碳酸鈣沉淀；
（2）依據圖2溶解度曲線可知：同一溫度下碳酸氫鈉溶解度最小，最先達到飽和析出；
（3）碳酸氫鈉能溶于水，所以過濾后濾液1中的主要成分是NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃，加入足量的鹽酸能除去碳酸氫根離子，提高氯化銨的純度；根據溶解度曲線可知在較高溫度下，氯化銨的溶解度大于氯化鈉，氯化鈉受溫度的影響溶解度變化不大，蒸發濃縮趁熱過濾得到的濾渣2為氯化鈉；
（4）根據表中的電離常數可知電離程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，通入二氧化硫發生反應為：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂；

解答：解：（1）石灰乳是氫氧化鈣的懸濁液，依題“除雜”時，先加入適量石灰乳，可和鎂離子結合Ca（OH）₂+Mg²⁺=Mg（OH）₂+Ca²⁺，二氧化碳為酸性氣體，氨氣為堿性氣體，再通入CO₂，CO₂+2NH₃?H₂O=2NH₄⁺+CO₃^2-+H₂O，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，則廢渣的主要成分為Mg （OH）₂、CaCO₃，
故答案為：Mg （OH）₂、CaCO₃；              
（2）由溶解度曲線可知，同一溫度下，碳酸氫鈉溶解度最小，最先達到飽和，將碳酸氫銨加入到飽和的氯化鈉溶液中，發生復分解反應，NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl，過濾濾渣1的主要成分為NaHCO₃，
故答案為：NaHCO₃；
（3）由于碳酸氫鈉能溶于水，所以過濾后濾液1中的主要成分是NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃，氯化鈉、氯化銨和鹽酸都不反應，而碳酸氫鈉能和鹽酸反應HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑即HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，因此加入足量的鹽酸能除去碳酸氫根離子，提高氯化銨的純度，由溶解度曲線可知，在大于20℃以后，同一溫度下，熱溶液中氯化鈉的溶解度小于氯化銨，氯化鈉受溫度的影響溶解度變化不大，因此蒸發濃縮趁熱過濾得到的濾渣2為氯化鈉，而濾液含有氯化銨和氯化鈉，由于氯化銨溶解度隨溫度降低明顯減小，而氯化鈉降低無明顯變化，則蒸發濃縮冷卻結晶可得氯化銨晶體，
故答案為：除去HCO₃^-；NaCl； 
（4）根據（2）可知濾渣1的主要成分為NaHCO₃，根據題目中H₂CO₃和H₂SO₃的電離常數表中的電離常數可知電離程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，所以Na₂SO₃+H₂O+CO₂=NaHSO₃+NaHCO₃，所以當通入二氧化硫時不可能發生2NaHCO₃+SO₂=Na₂SO₃+H₂O+2CO₂，應為：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂，
故答案為：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂；

點評：本題考查了以地下鹵水為主要原料生產亞硫酸鈉的化學工藝，主要考查了分離提純的方法、化學方程式的判斷等知識，（4）根據電離常數進行化學方程式的判斷是該題的難點，題目難度中等．