- 气体的检验
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碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料．工业碳酸钠（钝度约98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：
已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为______
（2）“趁热过滤”的原因是______．
（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是______（写出一种）
（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是______．
（5）已知：
Na2CO3•10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）△H1=+532.36kJ•mol-1；Na2CO3•10H2O（s）=Na2CO3•H2O（s）+9H2O（g）△H2=+473.63kJ•mol-1，写出Na2CO3•H2O脱水反应的热化学方程式______．
正确答案
解：（1）工业碳酸钠（钝度约98%）中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）2、Fe（OH）3沉淀，滤渣的主要成分为Mg（OH）2、Fe（OH）3，
故答案为：Mg（OH）2、Fe（OH）3；
（2）根据所给的坐标图可以发现：温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，若不趁热过滤将析出晶体，所以“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长，
故答案为：使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长；
（3）在实验室进行“趁热过滤”时，要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度，可采取的措施是用预热过滤装置（或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤），故答案为：用预热过滤装置（或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤）；
（4）产生的问题是溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质．原因：“母液”中，含有的离子有Ca2+，Na+，Cl-，SO42-，OH-，CO32-，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca（OH）2，CaCO3等沉淀．
（5）通过观察两个热化学方程式，利用盖斯定律，可将两式相减得到Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g），即Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol，
故答案为：Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol．
解析
解：（1）工业碳酸钠（钝度约98%）中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）2、Fe（OH）3沉淀，滤渣的主要成分为Mg（OH）2、Fe（OH）3，
故答案为：Mg（OH）2、Fe（OH）3；
（2）根据所给的坐标图可以发现：温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，若不趁热过滤将析出晶体，所以“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长，
故答案为：使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长；
（3）在实验室进行“趁热过滤”时，要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度，可采取的措施是用预热过滤装置（或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤），故答案为：用预热过滤装置（或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤）；
（4）产生的问题是溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质．原因：“母液”中，含有的离子有Ca2+，Na+，Cl-，SO42-，OH-，CO32-，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca（OH）2，CaCO3等沉淀．
（5）通过观察两个热化学方程式，利用盖斯定律，可将两式相减得到Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g），即Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol，
故答案为：Na2CO3•H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol．
（2014秋•忻府区校级月考）工业上以锂辉石（Li2O•A12O3•4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂．其部分工艺流程如下：
已知：①Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4（浓）
②某些物质的溶解度（S）如下表所示．ⅠⅡⅢ
（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质．则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是______．
滤渣1
（2）已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2+、Ca2+、SO42-，滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述，并写离子方程式）______．
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是______．
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下．
a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解．
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3．
①a中，阳极的电极反应式是______．
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______．
正确答案
解：锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH-的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，
（1）滤渣1
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子，离子反应方程式为：Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+，故答案为：增加Ca2+、OH-的浓度，有利于Mg（OH）2、CaCO3的析出；Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+；
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”，图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，
故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失；
（4））①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中氯离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑，
故答案为：2C1--2e-=Cl2↑；
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3+2H2O，
故答案为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3•H2O+H2O．
解析
解：锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH-的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，
（1）滤渣1
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子，离子反应方程式为：Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+，故答案为：增加Ca2+、OH-的浓度，有利于Mg（OH）2、CaCO3的析出；Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+；
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”，图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，
故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失；
（4））①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中氯离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑，
故答案为：2C1--2e-=Cl2↑；
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3+2H2O，
故答案为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3•H2O+H2O．
工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体（含NO、NO2）制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：
已知：Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2
（1）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有______（填化学式）．
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是______．蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的______（填操作名称）最合理．
（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是______．母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是______．
a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作 c．转入转化液 d．转入结晶Ⅱ操作
（4）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为______吨（假定Na2CO3恰好完全反应）．
正确答案
解：由制备流程可知，碳酸钠溶解后，碱吸收发生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑，然后中和液进行蒸发Ⅰ操作，应避免浓度过大NaNO2析出，蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质要回收再循环利用；结晶过滤分离出NaNO3，母液I中主要含NaNO2，母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3、空气，硝酸提供酸性环境，可将NaNO2转化为NaNO3，转化液蒸发、结晶、过滤分离出NaNO3，母液Ⅱ中主要含NaNO3，应在转化液及结晶中提高利用率，
（1）由上述分析可知，二氧化氮与碱液反应生成NaNO2，还可生成NaNO3，中和液中含剩余的少量Na2CO3，故答案为：NaNO3；
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是防止NaNO2的析出，蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱，循环利用，提高利用率，故答案为：防止NaNO2的析出；溶碱；
（3）由上述分析可知，母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是将NaNO2转化为NaNO3．母液Ⅱ需回收利用，可转入转化液或转入结晶Ⅱ操作，提高其利用率，
故答案为：将NaNO2转化为NaNO3；cd；
（4）生产1.38吨NaNO2时，n（NaNO2）=
故答案为：1.59．
解析
解：由制备流程可知，碳酸钠溶解后，碱吸收发生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑，然后中和液进行蒸发Ⅰ操作，应避免浓度过大NaNO2析出，蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质要回收再循环利用；结晶过滤分离出NaNO3，母液I中主要含NaNO2，母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3、空气，硝酸提供酸性环境，可将NaNO2转化为NaNO3，转化液蒸发、结晶、过滤分离出NaNO3，母液Ⅱ中主要含NaNO3，应在转化液及结晶中提高利用率，
（1）由上述分析可知，二氧化氮与碱液反应生成NaNO2，还可生成NaNO3，中和液中含剩余的少量Na2CO3，故答案为：NaNO3；
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是防止NaNO2的析出，蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱，循环利用，提高利用率，故答案为：防止NaNO2的析出；溶碱；
（3）由上述分析可知，母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是将NaNO2转化为NaNO3．母液Ⅱ需回收利用，可转入转化液或转入结晶Ⅱ操作，提高其利用率，
故答案为：将NaNO2转化为NaNO3；cd；
（4）生产1.38吨NaNO2时，n（NaNO2）=
故答案为：1.59．
下列不属于分离混合物的方法是（ ）
正确答案
解析
解：A、过滤用来分离固液混合物，属于分离混合物的方法，故A正确；
B、分液常用来分离互不相溶的液体混合物，属于分离混合物的方法，故B正确；
C、摇匀只能将物质混合的更加均匀，不属于分离操作，故C错误；
D、蒸馏常用来分离沸点不同的液体混合物，属于分离混合物的方法，故D正确．
故选C．
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂．以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程．
重结晶
（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒机理与下列______（填序号）物质相似．
A．75%酒精 B．双氧水 C．苯酚 D． NaClO
（2）根据流程，写出用MnO2制取K2MnO4主要反应的离子方程式：______．
（3）上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、______（写化学式）．
（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1mol MnO2可制得______mol KMnO4．
（5）KMnO4的粗晶体的提纯操作按顺序依次为：加热溶解、______、洗涤、干燥．
正确答案
BD
2MnO2+4OH-+O2
KOH、MnO2
0.67
冷却、过滤
解析
解：（1）KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与双氧水、NaClO一样，故选：BD；
（2）由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，根据元素守恒还应生成水．反应中锰元素由+4价升高为+6价，总升高2价，氧元素由0价降低为-2价，总共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，所以MnO2系数2，O2系数为1，根据锰元素守恒确定K2MnO4系数为2，根据钾元素守恒确定KOH系数为4，根据氢元素守恒确定H2O系数为2，所以反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O2
（3）制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用．由转化关系图知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，会在MnO2、KOH的熔融制备K2MnO4中被循环利用，故答案为：KOH、MnO2；
（5）由2MnO2+4KOH+O2
故答案为：0.67．
（6）为提纯晶体，需要对晶体进行加热溶解，冷却、过滤，结晶析出，洗涤、干燥等，故答案为：冷却、过滤．
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