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题型:简答题
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简答题

在常温下,某兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制取碳酸钠,流程如下:

在常温下,有关物质的溶解度为:

(1)操作Ⅲ中的实验操作名称为______

(2)操作I和操作II总反应的离子方程式为______

(3)操作I和II不能颠倒的原因______

(4)检验所得的碳酸钠粉末是否含有NaHCO3,的实验方案是(写出操作步骤、现象、结论):______

(5)为了测定所制取产物的纯度(假设杂质只有碳酸氢钠).该小组的实验步骤为:

i.使用下列装置组装实验装置,并检查气密性;

ii.称取Wg产品放入C装置的锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解

iii.称量D装置的质量为W1g

iv.从分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止

v.从a处缓缓鼓入一定量的空气,再次称量D装置质量为W2g.

vi.重复步骤v的操作,直到D装置的质量不再改变,称得D装置的质量为W3g.

根据上述实验回答如下问题:

①第i步,使用上述装置连接的接口顺序为:(b)→(e)(f)→____________

②产物中碳酸钠的质量分数为(数字可不必化简)______

正确答案

解析

解:(1)二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体,反应的化学方程式:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,操作Ⅲ中的实验操作目的是将沉淀和溶液分开,所以通过过滤,可把混在溶液中的碳酸氢钠晶体分离出来,

故答案为:过滤;

(2)因为氨气的溶解度比二氧化碳大得多,且溶液呈碱性,有利于二氧化碳的吸收;所以操作I先通入足量的氨气,操作II将二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中,根据溶解度表可知,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,所以发生NH3+CO2+H2O═NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl,本质为Na++NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4+

故答案为:Na++NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4+

(3)二氧化碳微溶于水,先通入二氧化碳,溶液中生成极少量的碳酸,再通入氨气,生成的产物量少,且易生成碳酸铵,氨气在水中溶解度很大,先通入氨气,溶液中生成较多的一水合氨,再通入CO2,生成的产物量多,且易生成碳酸氢铵,

故答案为:由于NH3在饱和NaCl溶液中溶解量比CO2大,先通NH3,溶液呈碱性,更易吸收CO2,有利NaHCO3的生成;所以应先通入NH3

(4)碳酸氢钠受热易分解,如果碳酸钠中含有碳酸氢钠,取少量产物于试管,加热发生2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,将产生的气体通入澄清石灰水,若使澄清石灰水变浑浊,证明有NaHCO3

故答案为:取少量产物于试管,加热,将产生的气体通入澄清石灰水,若使澄清石灰水变浑浊,证明有NaHCO3

(5)①空气经过氢氧化钠的洗气瓶可将空气中的二氧化碳吸收,连接试样溶液可将装置中的产生的二氧化碳排出,所以(b)→(e)(f),从试样溶液中产生的二氧化碳混有水蒸气,所以需通过浓硫酸干燥二氧化碳,所以连接→(c)(d),最后通过碱石灰吸收产生的二氧化碳,所以连接→(g)(h)[或(h)(g)]→(i),

故答案为:(c)(d);(g)(h)[或(h)(g)]→(i);

②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,w3-w1为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量,令产物中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量之和与碳离子物质的量列方程,则:

,解得:x=mol,产物中碳酸钠的质量分数为:

故答案为:

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简答题

(2015•文昌校级模拟)工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱.请回答下列问题:

(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取、结晶而制得纯碱.

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为______

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为______(已知产物之一为CaS);

(2)氨碱法的工艺如图1所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱.

①图中的中间产物C是______,D是______(写化学式);

②装置乙中发生反应的化学方程式为______

(3)联合制碱法是对氨碱法的改进,其优点是______

(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾.请结合如图2的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?______

正确答案

解析

解:(1)①利用高沸点酸制备挥发性酸,且HCl极易溶于水,故利用直接使用98%浓硫酸和氯化钠制取氯化氢,反应为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑,故答案为:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑;

②由题目信息可知,硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3,根据元素守恒可知,还原C的氧化物CO或CO2生成,故反应方程式为:Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2

故答案为:Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2

(2)①碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙,故C为Ca(OH)2;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙,故D为NH3

故答案为:Ca(OH)2;NH3

②氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl,反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl,

故答案为:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;

(3)该方法能提高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高;NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2

故答案为:提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2

(4)由溶解曲线图可知KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40℃时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾;

故答案为:不可行; 碳酸氢钾的溶解度较大,降温过程中不会析出碳酸氢钾晶体.

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简答题

下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤.

第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品.

第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体.继续向C中通入两种气体,直到不再有固体产生.

第三步:过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体.

第四步:向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4C1晶体析出.

(1)如图所示装置的连接顺序是:a接__________________;b接______

(2)A中常选用的固体反应物为______;D中应选用的液体为______

(3)第二步中必须先让______装置先发生反应

(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是______

(5)第四步中分离出NH4Cl晶体的操作是______;其所得的NH4C1晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5%~8%),请设计一个简单的实验,证明所得固体的成分大部分是NH4C1.简要写出操作和现象:______

正确答案

解析

解:(1)足量的CO2与NaOH反应生成NaHCO3,装置A产生CO2,装置B产生NH3,装置D除去二氧化碳中的HCl,二氧化碳与氨气通入C中应防止倒吸,则b接c,故a接f、e接d,

故答案为:f;e;d;c;

(2)A装置是制备二氧化碳气体的反应,所以固体为CaCO3用块状石灰石,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢,若不除去碳酸氢钠难以形成,所以应用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液除去,故答案为:块状石灰石;饱和NaHCO3溶液;

(3)候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水,二氧化碳气体水中溶解性较小,实验饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳气体;实验操作过程中,应让B装置先发生反应,

故答案为:B;

(4)氨气极易溶于水,用直导管向饱和氯化钠溶液中通入氨气,容易发生倒吸,C中用球形干燥管球形部分液面上升慢起缓冲作用,可以防止倒吸,故答案为:防倒吸;

(5)第四步:向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4Cl晶体析出,分离固体和液体用过滤的方法,步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠(约占5%~8%),设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵,是利用氯化铵的分解产物为气体,温度降低氨气和氯化氢气体会重新生成固体氯化氨,方法为:取少量样品于试管中,用酒精灯加热,看到试管上端有白烟生成(或试管口有白色晶体),最后剩余极少量的固体,从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵;

故答案为:过滤;取少量样品于试管中,用酒精灯加热,看到试管上端有白烟生成(或试管口有白色晶体),最后剩余极少量的固体,从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵.

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简答题

某纯碱厂用了中国化学家侯德榜对国外纯碱生产改良的工艺,它的生产流程可简要表示如下,请回答:

(1)该生产工艺的名称是______

(2)合成氨厂的主要设备名称为______

(3)沉淀池中发生反应的化学方程式为______

(4)工艺流程中设计循环1、循环2的目的是______

(5)从粗盐水(含Ca2+、Mg2+、等杂质)到饱和食盐水需经过除杂工艺.加入除杂试剂的顺序为______(a.NaOH溶液,b、Na2CO3溶液,c.BaCl2溶液.填代号),除杂后.还需加入______以调节pH至中性.

正确答案

解析

解:(1)目前工业制碱方法有二:氨碱法和联合制碱法.题中方法由我们侯德榜所创,称为侯氏制碱法,也称为联合制碱法,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,得到碳酸氢钠同时得到氯化铵,

故答案为:联合制碱法或侯德榜制碱法;

(2)工业合成氨在合成塔中进行,氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气,故答案为:合成塔;

(3)从流程图可以看出,沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠,根据生成物是碳酸氢钠,可推出反应物有水,同时可知碳酸氢钠为沉淀,反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨,然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,所以反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;

故答案为:NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;

(4)整个生产流程中可进行循环使用的主要物质是NaCl、CO2,工艺流程中设计循环1、循环2节约了成本,减少了浪费,

故答案为:提高NaCl、CO2等原料的利用率,节约成本;

(5)除杂试剂为了除去杂质离子,一般是过量的,碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来,BaCl2、NaOH、Na2CO3加入的顺序必须满足最后加入碳酸钠,过滤后再加盐酸至不再有气体生成即可调节pH至中性,所以除杂试剂BaCl2、NaOH、Na2CO3加入的顺序还可以是NaOH、BaCl2、Na2CO3、(或BaCl2、Na2CO3、NaOH),

故答案为:cba或cab或acb;盐酸.

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题型: 单选题
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单选题

下列有关以下物质的工业制法中,正确的是(  )

A制纯碱:往NaOH溶液中 通入少量CO2气体,再蒸发溶液

B制氯气:以粗盐为原料,经过除杂、浓缩得饱和食盐水,再进行电解所得溶液

C制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,再用H2还原得镁

D制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝

正确答案

B

解析

解:A.工业制纯碱是利用侯氏制法,在氨化饱和的氯化钠溶液里通过量二氧化碳,得到碳酸氢钠沉淀,经过滤后再加热分解得到,反应原理是:NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故A错误;

B.工业上利用粗盐经提纯后,再用惰性电解电解饱和食盐水得到氯气和氢氧化钠,反应原理是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故B正确;

C.工业制镁是电解熔融氧化镁:MgCl2Mg+Cl2↑,故C错误;

D.工业制铝是电解熔融的氧化铝来:2Al2O34Al+3O2↑,氯化铝是共价化合物,在熔融状态下不导电,故D错误;

故选:B.

百度题库 > 高考 > 化学 > 联合制碱法——侯氏制碱法

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