Question

19．綜合利用海水資源是一個(gè)重要的研究課題，下面是工業(yè)上用海水制備食鹽、純堿、金屬鎂等物質(zhì)的一種流程如圖1：

完成下列填空
（1）氣體Y是CO₂（填化學(xué)式），溶液II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置模擬此制備過(guò)程，儀器c的名稱干燥管，反應(yīng)時(shí)a管應(yīng)通入NH₃．
（2）為了測(cè)定碳酸氫鈉中雜質(zhì)氯元素的含量，先稱取a g試樣用蒸餾水溶解，再用足量稀硝酸酸化，配成100mL溶液，取出20mL注入錐形瓶中，然后用c mol/LAgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl^-，K₂CrO₄溶液為指示劑．
已知：常溫下K_sp（AgCl）=2×10^-10，K_sp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12，Ag₂CrO₄為磚紅色．
①當(dāng)Cl^-恰好沉淀完全即溶液中殘余c（Cl^-）=1.0×10^-5 mol•L^-1，則此時(shí)溶液中的c（CrO₄^2-）=2.8×10^-3mol•L^-1．
②滴定過(guò)程中，使用棕色滴定管的原因是防止硝酸銀見(jiàn)光分解；當(dāng)觀察到出現(xiàn)磚紅色沉淀且在半分鐘內(nèi)不再消失時(shí)停止滴定，若此時(shí)消耗了AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液v mL，則碳酸氫鈉樣品中雜質(zhì)氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為$\frac{cv×1{0}^{-3}×5×35.5}{a}×100%$．
③下列情況會(huì)造成實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果偏低的是c．
a．盛放AgNO₃溶液的滴定管水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失
c．滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)．

Answer 1

分析 由流程圖可知，海水可用于制取純堿，也可用于制備金屬鎂，制備純堿時(shí)，海水經(jīng)蒸發(fā)、提純得到精鹽，溶于水在水中先通入氨氣，然后通入二氧化碳?xì)怏w，可生成溶解度較小的碳酸氫鈉，經(jīng)過(guò)濾、洗滌和加熱和得到碳酸鈉固體；
海水中含有氯化鎂，加入石灰水，可生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾后在沉淀中加入鹽酸可生成氯化鎂，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶和脫水后可得氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得金屬鎂，
（1）制備純堿，由于氨氣易溶于水，而二氧化碳微溶，應(yīng)在飽和氯化鈉溶液中先通入氨氣，然后再通入二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）①根據(jù)AgCl的Ksp計(jì)算c（Ag⁺），然后計(jì)算c（CrO₄²；
②滴定時(shí)先生成AgCl沉淀，當(dāng)AgCl全部沉淀時(shí)，再生成Ag₂CrO₄磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)不再消失，此時(shí)可說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)，根據(jù)硝酸銀的物質(zhì)的量計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
③a．盛放AgNO₃溶液的滴定管水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，導(dǎo)致硝酸銀溶液濃度偏低；
b．滴定管滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，導(dǎo)致所用體積偏大；
c．滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，導(dǎo)致體積偏�。�

解答 解：由流程圖可知，海水可用于制取純堿，也可用于制備金屬鎂，制備純堿時(shí)，海水經(jīng)蒸發(fā)、提純得到精鹽，溶于水在水中先通入氨氣，然后通入二氧化碳?xì)怏w，可生成溶解度較小的碳酸氫鈉，經(jīng)過(guò)濾、洗滌和加熱和得到碳酸鈉固體；
海水中含有氯化鎂，加入石灰水，可生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾后在沉淀中加入鹽酸可生成氯化鎂，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶和脫水后可得氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得金屬鎂，
（1）制備純堿，由于氨氣易溶于水，而二氧化碳微溶，應(yīng)在飽和氯化鈉溶液中先通入氨氣，然后在通入二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，
如用題給圖裝置制備，由于氨氣易溶于水，為防止倒吸，則a通入氨氣，儀器c為干燥管，
故答案為：CO₂；NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；干燥管；NH₃；
（2）①Cl^-恰好沉淀完全即溶液中殘余c（Cl^-）=1.0×10^-5 mol•L^-1，c（Ag⁺）=$\frac{Ksp}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{2×1{0}^{-10}}{1.0×1{0}^{-5}}$=2.0×10^-5mol/L，
則此時(shí)溶液中的c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$=$\frac{1.12×1{0}^{-12}}{（2.0×1{0}^{-5}）^{2}}$=2.8×10^-3；
故答案為：2.8×10^-3；
②析出沉淀時(shí)，AgCl溶液中c（Ag⁺）=$\frac{{K}_{sp}（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{1.56×1{0}^{-10}}{0.01}$mol/L=1.56×10^-8mol/L，
Ag₂CrO₄溶液中c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（{Cr{O}_{4}}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{9.0×1{0}^{-12}}{0.01}}$mol/L=3×10^-5，
則滴定時(shí)先生成AgCl沉淀，當(dāng)AgCl全部沉淀時(shí)，再生成Ag₂CrO₄磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)不再消失，此時(shí)可說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)，由于硝酸銀見(jiàn)光易分解，應(yīng)放在棕色滴定管內(nèi)，
若此時(shí)消耗了AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液v mL，則n（AgNO₃）=cv×10^-3mol，可知n（Cl^-）=cv×10^-3mol，
因配成100mL溶液，取出20mL注入錐形瓶中，則原樣品中含有n（Cl^-）=5cv×10^-3mol，
則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{cv×1{0}^{-3}×5×35.5}{a}×100%$，
故答案為：防止硝酸銀見(jiàn)光分解；磚紅色沉淀且在半分鐘內(nèi)不再消失；$\frac{cv×1{0}^{-3}×5×35.5}{a}×100%$；
③a．盛放AgNO₃溶液的滴定管水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，導(dǎo)致硝酸銀溶液濃度偏低，所用體積偏大，則測(cè)定及結(jié)果偏高，故a錯(cuò)誤；
b．滴定管滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，導(dǎo)致所用體積偏大，則測(cè)定及結(jié)果偏高，故b錯(cuò)誤；
c．滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，導(dǎo)致體積偏小，則測(cè)定結(jié)果偏小，故c正確．
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查較為綜合，涉及粗鹽的提純、候氏制堿、海水中提取Mg的原理以及含量的測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握�?shí)驗(yàn)的原理和操作方法，難度中等．