Question

(16分)用芒硝（Na2SO4·10H2O）制備純堿、銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]的生產工藝流程圖如下所示：

（1）溶液C中的溶質主要是 。

（2）銨明礬的溶液呈 性，銨明礬可用于凈水，用離子方程式說明原理 。

（3）過程Ⅰ反應溫度不能超過40℃，主要原因是 。

（4）運用化學平衡原理解釋Na2SO4溶液稍過量的原因

（5）濾液E中溶質離子為

（6）寫出工藝流程中焙燒的反應方程式

 

Answer 1

（1）NH4HCO3 (2分)

（2）酸（2分） Al3+＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+ (2分)

（3）防止碳酸氫銨分解(2分)

（4）HCO3-(aq)＋Na+(aq)NaHCO3(s) Na2SO4稍過量，增大c(Na+)，有利于平衡正向移動，提高NaHCO3的產率(3分)

（5）NH4+ SO42- Na+(3分)

（6）2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O(2分)

【解析】

試題分析：（1）根據流程圖中信息可知，C是由CO2與NH4·H2O反應產生的且可以循環(huán)使用，故為： NH4HCO3；（2）銨明礬的溶液中NH4+ 和Al3+均為弱堿的陽離子發(fā)生水解使溶液呈酸性，其中Al3+＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+，產生白色絮狀的Al(OH)3膠體能起到凈水的作用；（3）銨鹽不穩(wěn)定，受熱分解，故過程Ⅰ反應溫度不能超過40℃，防止碳酸氫銨受熱分解；（4）根據勒廈特列原理，Na2SO4稍過量， c(Na+)較大，有利于平衡HCO3-(aq)＋Na+(aq)NaHCO3(s)向正反應方向移動，提高NaHCO3的產率；（5）根據流程圖中信息可知，濾液B中溶質主要是硫酸銨和過量的硫酸鈉，與硫酸鋁混合后得到銨明礬，則Na+、SO42-進入濾液D，再與氨水混合，則濾液E中溶質主要含有的離子為：NH4+ SO42- Na+；（6）工藝流程中焙燒是在過程Ⅰ后將濾渣焙燒，濾渣的成分是NaHCO3才能產生Na2CO3 和 CO2 ，故反應方程式為：2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O。

考點：考查鹽類水解、化學平衡原理在化工生產的應用。