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(chǎn)亞硫酸鈉的新工藝如下，同時(shí)能得到用作化肥的副產(chǎn)品氯化銨．

已知以下四種物質(zhì)的溶解度曲線圖2：
（1）“除雜”時(shí)，先加入適量石灰乳過濾除去Mg²⁺，再通入CO₂并用少量氨水調(diào)節(jié)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(xué)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(xué)式為

NaCl

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

NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂

．

物質(zhì)	電離常數(shù)（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(jié)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(diào)節(jié)pH可形成碳酸鈣沉淀；
（2）依據(jù)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(dá)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(jù)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(fā)濃縮趁熱過濾得到的濾渣2為氯化鈉；
（4）根據(jù)表中的電離常數(shù)可知電離程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，通入二氧化硫發(fā)生反應(yīng)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(shí)，先加入適量石灰乳，可和鎂離子結(jié)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(dá)到飽和，將碳酸氫銨加入到飽和的氯化鈉溶液中，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，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(yīng)，而碳酸氫鈉能和鹽酸反應(yīng)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(fā)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(fā)濃縮冷卻結(jié)晶可得氯化銨晶體，
故答案為：除去HCO₃^-；NaCl； 
（4）根據(jù)（2）可知濾渣1的主要成分為NaHCO₃，根據(jù)題目中H₂CO₃和H₂SO₃的電離常數(shù)表中的電離常數(shù)可知電離程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，所以Na₂SO₃+H₂O+CO₂=NaHSO₃+NaHCO₃，所以當(dāng)通入二氧化硫時(shí)不可能發(fā)生2NaHCO₃+SO₂=Na₂SO₃+H₂O+2CO₂，應(yīng)為：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂，
故答案為：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了以地下鹵水為主要原料生產(chǎn)亞硫酸鈉的化學(xué)工藝，主要考查了分離提純的方法、化學(xué)方程式的判斷等知識(shí)，（4）根據(jù)電離常數(shù)進(jìn)行化學(xué)方程式的判斷是該題的難點(diǎn)，題目難度中等．