Question

9．CO₂、SO₂、NOx是重要的非金屬氧化物，與我們的生存環境息息相關．
（1）SO₂、NOx是形成酸雨和光化學煙霧的環境污染性氣體，研究發現，空氣中少量的 NO₂
能參與硫酸型酸雨的形成，反應過程如下：
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，則轉移的電子數目之比為2：1．
（3）很多現代化的純堿廠，純堿生產工藝仍沿用我國化學家侯德榜改進的純堿生產工藝，其生產流程可簡要表示如下：

①上述生產純堿的方法稱侯德榜制堿法，沉淀池中發生的化學反應方程式是NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．
②檢驗產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物質的分子式CO₂，副產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，主要是設計了循環I（填上述流程中的編號）的循環．
⑤向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，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轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化氮作反應物時化合價的變化及在整個反應中所起的作用分析；
（2）氯酸鉀分解反應的方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2KCl+3O₂↑，轉移電子是12mol；2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，轉移電子是2mol；
（3）①沉淀得到的是碳酸氫鈉晶體，反應式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
②檢驗產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Ⅱ是利用碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳通入沉淀池循環使用；生產純堿的方法中副產品是氯化銨；
④乙流程關系分析，反應過程中氯化鈉可以循環利用，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）實驗室制氯氣反應的離子方程式MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；氯酸鉀分解反應的方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2KCl+3O₂↑，轉移電子是12mol；2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，轉移電子是2mol，當獲得氧氣的質量均是32g，即1mol時，轉移電子數分別是4mol、2mol，所以所轉移的電子數目之比是2：1，故答案為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；2：1；
（3）①沉淀池中發生的化學反應為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；
②檢驗產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在聯合制堿法中二氧化碳是反應的原料同時也是反應的副產物，可以循環利用；上述生產純堿的方法中副產品是氯化銨，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I是氯化鈉的循環，故答案為：循環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．