Question

工业上以食盐、氨气、二氧化碳等物质为原料制取纯碱。

(1)实验室提纯粗盐的一个重要环节是除去粗盐水中的杂质阳离子(主要含Ca²⁺、Mg²⁺)，提纯该粗盐时，可考虑在粗盐水中依次加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。A____ 、B_____。

(2)氨气分子的空间构型为_____，其中N原子采用_____杂化方式，二氧化碳中心原子C采用_____杂化方式。

(3)上述实验涉及的元素中，Ca基态原子电子排布式为__________________。

(4)上述实验涉及的元素中，O^2-、Na⁺、Cl^-中半径最小的是__________。

(5)制取纯碱时，向饱和食盐水中通入气体，即可得到小苏打的沉淀物，氨气与二氧化碳通入的先后顺序是：_________，因为：___________

(6)写成工业上以食盐、氨气、二氧化碳等物质为原料制取小苏打反应的化学方程式：______

Answer

Ca(OH)2或CaO Na2CO3 三角锥形 sp3 sp 1s22s22p63s23p64s2 Na+ 先通入氨气后通入二氧化碳 氨气的溶解度较大，且生成的氨水呈碱性，有利于二氧化碳的吸收 NaCl+NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl

【解析】

(1)要除去粗盐水中的杂质阳离子Ca2+、Mg2+，可在粗盐水中加入沉淀剂Ca(OH)2或CaO（CaO与水反应生成Ca(OH)2，所以实际起作用的还是Ca(OH)2）。将镁离子转化为氢氧化镁沉淀、加入Na2CO3将钙离子转化为碳酸钙沉淀，所以A为Ca(OH)2或CaO、B为Na2CO3；

(2)NH3分子中N原子的价电子对数为，含有一对孤对电子，分子的空间构型为三角锥形，N原子采用sp3杂化，CO2分子中C原子的价电子对数为，C原子采用sp杂化；

(3)Ca的基态原子核外有20个电子，根据核外电子排布规律可得Ca基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2；

(4)Cl-的核外有3个电子层，Na+和O2-的核外均为2个电子层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则Na+半径最小；

(5)由于氨气的溶解度较大，氨气与水生成的氨水呈碱性，有利于二氧化碳的吸收，因此制取纯碱时，向饱和食盐水中先通入氨气后通入二氧化碳，即可得到小苏打的沉淀物；

(6)工业上制取小苏打(NaHCO3)时，以食盐(NaCl)、氨气和CO2与H2O反应生成NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为：NaCl+NH3+H2O+CO2 =NaHCO3↓+NH4Cl。