Question

【題目】我國(guó)芒硝（Na2SO4·10H2O）的儲(chǔ)量豐富，它是重要的化工原料。

（1）制備碳酸鈉。

①以芒硝和碳酸氫銨為原料，在水溶液中經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)析出NaHCO3晶體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

②已知：ⅰ．2NaOH(s) + CO2(g) == Na2CO3(s) + H2O(g) ΔH1＝127.4 kJ·mol 1

ⅱ．NaOH(s) + CO2(g) == NaHCO3(s) ΔH2＝131.5 kJ·mol 1

反應(yīng)2NaHCO3(s) == Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) ΔH＝ ________ kJ·mol 1。

（2）制備燒堿和硫酸。

用右圖所示裝置，以惰性電極進(jìn)行電解，ab、cd均為離子交換膜。則陽(yáng)極區(qū)制備的溶液是________，陰極的電極反應(yīng)式是________。

Answer 1

【答案】 Na2SO4 + 2NH4HCO3== 2NaHCO3↓+ (NH4)2SO4 +135.6 H2SO4溶液 2H+ + 2e– == H2↑或2H2O+ 2e– == H2↑+ 2OH

【解析】（1）①以芒硝和碳酸氫銨為原料，在水溶液中經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)析出NaHCO3晶體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2SO4 + 2NH4HCO3== 2NaHCO3↓+ (NH4)2SO4。

②已知：ⅰ．2NaOH(s) + CO2(g) == Na2CO3(s) + H2O(g) ΔH1＝127.4 kJ·mol 1

ⅱ．NaOH(s) + CO2(g) == NaHCO3(s) ΔH2＝131.5 kJ·mol 1

由（�。�ⅱ）可得，2NaHCO3(s) == Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)，所以該反應(yīng)的ΔH＝（127.4 kJ·mol 1）-（131.5 kJ·mol 1） +135.6 kJ·mol 1。

（2）由圖中信息可知，該裝置左室為陰極室、右室為陽(yáng)極室。因?yàn)殡娊夂罅蛩徕c溶液濃度變小，所以電解過(guò)程中，硫酸根離子向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng)、鈉離子向陰極區(qū)移動(dòng)。陽(yáng)極氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣，破壞了水的電離平衡，生成硫酸。陰極氫離子放電破壞了水的電離平衡生成氫氧化鈉。綜上所述，陽(yáng)極區(qū)制備的溶液是H2SO4溶液，陰極的電極反應(yīng)式是2H+ + 2e– == H2↑或2H2O+ 2e– == H2↑+ 2OH。