Question

（2013?广州模拟）以地下卤水（主要含NaCl，还有少量Ca²⁺、Mg²⁺）为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下，同时能得到用作化肥的副产品氯化铵．

已知以下四种物质的溶解度曲线图2：
（1）“除杂”时，先加入适量石灰乳过滤除去Mg²⁺，再通入CO₂并用少量氨水调节pH过滤除去Ca²⁺，“废渣”的主要成分为

Mg（OH）₂

、

CaCO₃

．
（2）“滤渣1”的化学式为

NaHCO₃

．
（3）在“滤液1”中加入盐酸的目的是

除去HCO₃^-

．“滤渣2”的化学式为

NaCl

．
（4）已知H₂CO₃和H₂SO₃的电离常数如下表，“通入SO₂”反应的化学方程式为

NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂

．

物质	电离常数（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）石灰乳是氢氧化钙的悬浊液，电离出的氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁的沉淀；二氧化碳为酸性气体，氨气为碱性气体，再通入CO₂并用少量氨水调节pH可形成碳酸钙沉淀；
（2）依据图2溶解度曲线可知：同一温度下碳酸氢钠溶解度最小，最先达到饱和析出；
（3）碳酸氢钠能溶于水，所以过滤后滤液1中的主要成分是NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃，加入足量的盐酸能除去碳酸氢根离子，提高氯化铵的纯度；根据溶解度曲线可知在较高温度下，氯化铵的溶解度大于氯化钠，氯化钠受温度的影响溶解度变化不大，蒸发浓缩趁热过滤得到的滤渣2为氯化钠；
（4）根据表中的电离常数可知电离程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，通入二氧化硫发生反应为：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂；

解答：解：（1）石灰乳是氢氧化钙的悬浊液，依题“除杂”时，先加入适量石灰乳，可和镁离子结合Ca（OH）₂+Mg²⁺=Mg（OH）₂+Ca²⁺，二氧化碳为酸性气体，氨气为碱性气体，再通入CO₂，CO₂+2NH₃?H₂O=2NH₄⁺+CO₃^2-+H₂O，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，则废渣的主要成分为Mg （OH）₂、CaCO₃，
故答案为：Mg （OH）₂、CaCO₃；              
（2）由溶解度曲线可知，同一温度下，碳酸氢钠溶解度最小，最先达到饱和，将碳酸氢铵加入到饱和的氯化钠溶液中，发生复分解反应，NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl，过滤滤渣1的主要成分为NaHCO₃，
故答案为：NaHCO₃；
（3）由于碳酸氢钠能溶于水，所以过滤后滤液1中的主要成分是NaCl、NH₄Cl、NaHCO₃，氯化钠、氯化铵和盐酸都不反应，而碳酸氢钠能和盐酸反应HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑即HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，因此加入足量的盐酸能除去碳酸氢根离子，提高氯化铵的纯度，由溶解度曲线可知，在大于20℃以后，同一温度下，热溶液中氯化钠的溶解度小于氯化铵，氯化钠受温度的影响溶解度变化不大，因此蒸发浓缩趁热过滤得到的滤渣2为氯化钠，而滤液含有氯化铵和氯化钠，由于氯化铵溶解度随温度降低明显减小，而氯化钠降低无明显变化，则蒸发浓缩冷却结晶可得氯化铵晶体，
故答案为：除去HCO₃^-；NaCl； 
（4）根据（2）可知滤渣1的主要成分为NaHCO₃，根据题目中H₂CO₃和H₂SO₃的电离常数表中的电离常数可知电离程度，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，所以Na₂SO₃+H₂O+CO₂=NaHSO₃+NaHCO₃，所以当通入二氧化硫时不可能发生2NaHCO₃+SO₂=Na₂SO₃+H₂O+2CO₂，应为：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂，
故答案为：NaHCO₃+SO₂=NaHSO₃+CO₂；

点评：本题考查了以地下卤水为主要原料生产亚硫酸钠的化学工艺，主要考查了分离提纯的方法、化学方程式的判断等知识，（4）根据电离常数进行化学方程式的判断是该题的难点，题目难度中等．