Question

9．CO₂、SO₂、NOx是重要的非金屬氧化物，與我們的生存環(huán)境息息相關(guān)．
（1）SO₂、NOx是形成酸雨和光化學煙霧的環(huán)境污染性氣體，研究發(fā)現(xiàn)，空氣中少量的 NO₂
能參與硫酸型酸雨的形成，反應(yīng)過程如下：
①SO₂+NO₂=SO₃+NO   　 ②SO₃+H₂O=H₂SO₄    ③2NO+O₂=2NO₂．
則MnO₂在下述變化中的作用與NO₂在上述過程中的作用相似的是BC（填選項）
A．實驗室用MnO₂和濃鹽酸混合加熱制氯氣
B．實驗室用氯酸鉀和MnO₂混合加熱制氧氣
C．雙氧水加入MnO₂制氧氣
D．高錳酸鉀受熱分解為二氧化錳、錳酸鉀和氧氣
（2）請寫出用上述選項A實驗室制氯氣反應(yīng)的離子方程式MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，若利用B和C制備等量的氧氣，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目之比為2：1．
（3）很多現(xiàn)代化的純堿廠，純堿生產(chǎn)工藝仍沿用我國化學家侯德榜改進的純堿生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)流程可簡要表示如下：

①上述生產(chǎn)純堿的方法稱侯德榜制堿法，沉淀池中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．
②檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉的操作方法為取少量試樣溶于水，加入過量的稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，觀察最終是否有沉淀生成．
③寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式CO₂，副產(chǎn)品的一種用途為化肥或電解液或電焊去銹劑．
④使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了循環(huán)I（填上述流程中的編號）的循環(huán)．
⑤向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有AC．
A．增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出
B．使NaHCO₃更多地析出
C．使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化氮作反應(yīng)物時化合價的變化及在整個反應(yīng)中所起的作用分析；
（2）氯酸鉀分解反應(yīng)的方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2KCl+3O₂↑，轉(zhuǎn)移電子是12mol；2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子是2mol；
（3）①沉淀得到的是碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
②檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗是否含氯離子，可以用硝酸酸化的硝酸銀；
③循環(huán)Ⅱ是利用碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳通入沉淀池循環(huán)使用；生產(chǎn)純堿的方法中副產(chǎn)品是氯化銨；
④乙流程關(guān)系分析，反應(yīng)過程中氯化鈉可以循環(huán)利用，提高原料利用率；
⑤向母液中通氨氣，溶液中的銨根離子濃度增大有利于氯化銨晶體析出，可以是碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為溶解度更大的碳酸鈉，提高氯化銨的純度．

解答 解：（1）①SO₂+NO₂=SO₃+NO，該反應(yīng)二氧化氮中氮元素的化合價降低，所以二氧化氮作氧化劑；
將方程式①×2+②+③得方程式為：2SO₂+H₂O+O₂=SO₃+H₂SO₄，所以二氧化氮在整個反應(yīng)過程中起催化劑的作用．
A．用MnO₂和濃鹽酸混合加熱制氯氣，二氧化錳做氧化劑，故A錯誤；
B．用氯酸鉀和MnO₂混合加熱制氧氣，二氧化錳做催化劑，故B正確；
C．雙氧水加入MnO₂制氧氣，二氧化錳做催化劑，故C正確；
D．高錳酸鉀受熱分解為二氧化錳、錳酸鉀和氧氣，二氧化錳是生成物，故D錯誤．
故答案為：BC；
（2）實驗室制氯氣反應(yīng)的離子方程式MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；氯酸鉀分解反應(yīng)的方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2KCl+3O₂↑，轉(zhuǎn)移電子是12mol；2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子是2mol，當獲得氧氣的質(zhì)量均是32g，即1mol時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)分別是4mol、2mol，所以所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目之比是2：1，故答案為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；2：1；
（3）①沉淀池中發(fā)生的化學反應(yīng)為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；
②檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗是否含氯離子，可以用硝酸酸化的硝酸銀，觀察到若產(chǎn)生白色沉淀則說明有氯化鈉存在，若不生成沉淀，則無氯化鈉，故答案為：取少量試樣溶于水，加入過量的稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，觀察最終是否有沉淀生成；
③在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應(yīng)的原料同時也是反應(yīng)的副產(chǎn)物，可以循環(huán)利用；上述生產(chǎn)純堿的方法中副產(chǎn)品是氯化銨，它的一種用途為：是一種很好的氮肥，也可用作焊藥或電解液，故答案為：CO₂；化肥或電解液或電焊去銹劑；
④因為氯化鈉最后剩余在母液中，所以循環(huán)I是氯化鈉的循環(huán)，故答案為：循環(huán)I；
⑤氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，所以選項A正確；
通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度所以選項C正確，選項B錯誤，故答案為：AC．

點評 本題考查化工流程，題目難度中等，必須對課本上的制堿法的反應(yīng)原理和流程十分清楚，同時也考查了化學方程式的書寫的技巧、實驗過程分析與判斷的能力．