- 纯碱的生产
- 共208题
下列有关化工生产的说法中，不正确的是
[ ]
A工业上用热还原法冶炼铁：Fe2O3+3CO
B适当提高合成氨原料气中N2的含量，可提高H2的转化率
C在铁管上镀锌，用铁管作阳极，锌块作阴极
D利用反应：NaCl（饱和）+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl制取NaHCO3时，应先通入过量的NH3，再通入过量的CO2
正确答案
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：
NH3+CO2+ H2O ==== NH4HCO3； NH4HCO3+NaCl ==== NaHCO3↓+NH4Cl；
（1）“侯氏制碱法”制得的碱是指______________________（填NaHCO3或NaCO3）。
（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是___________（填字母标号）。
a. 碳酸氢钠难溶于水
b. 碳酸氢钠受热易分解
c. 碳酸氢铵的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（3）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。
①甲同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。
回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是________________________；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是_____________________________；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是_________（填分离操作的名称）。
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入______气体，再从b管中通入______气体；
（Ⅱ） 有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是__________________。
正确答案
（1）Na2CO3
（2）c
（3）①（Ⅰ）饱和碳酸氢钠溶液
（Ⅱ）吸收未反应的NH3
（Ⅲ）过滤
②（Ⅰ）NH3 ； CO2
（Ⅱ）增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率
根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30～35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体．四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表①＞35℃NH4HCO3会有分解
请回答：
（1）反应温度控制在30～35℃，是因为若高于35℃，则______，若低于30℃，则______；为控制此温度范围，采取的加热方法为______；
（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是______．静置后只析出NaHCO3晶体的原因是______．用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去______杂质（以化学式表示）；
（3）过滤所得的母液中含有______（以化学式表示），需加入______，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl；
（4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1～2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c（mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点），所用HCl溶液体积为V1mL，再加1～2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液体积为V2 mL．写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3（%）=______．
正确答案
（1）碳酸氢铵10～20℃时，不易分解，30℃时开始大量分解．若温度过低，则反应速率较慢．故反应温度控制在30-35℃之间为宜．水浴加热是把要加热的物质放在水中，通过给水加热达到给物质加热的效果．一般都是把要反应的物质放在试管中，再把试管放在装有水的烧杯中，再在烧杯中插一根温度计，可以控制反应温度．水浴加热的优点是避免了直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，可以平稳地加热，许多反应需要严格的温度控制，就需要水浴加热．水浴加热的缺点是加热温度最高只能达到100度．
故答案为：NH4HCO3分解；反应速率降低；水浴加热；
（2）加料完毕后，继续保温30分钟，可以使反应充分进行，使反应完全．碳酸氢铵0℃时溶解度为11.3%；20℃时为21%；40℃时为35%．碳酸氢钠0℃溶解度为6.9 g，5℃为7.45 g，
10℃为8.15 g，15℃为8.85 g，20℃为9.6 g，25℃为10.35 g，30℃为11.1g，35℃为11.9 g，40℃为12.7 g，45℃为13.55 g，50℃为14.45 g，55℃为15.4g，60℃为16.4g．30℃时碳酸氢钠的溶解度更小，故碳酸氢钠先析出．用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是为了除去杂质，此反应中杂质为 NaCl、NH4Cl、NH4HCO3．
故答案为：使反应充分进行；NaHCO3的溶解度最小；NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；
（3）过滤除去析出的碳酸氢钠，溶液中还有部分碳酸氢钠未析出，还有溶解在溶液中的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3．加入盐酸后，碳酸氢钠转化为氯化钠，碳酸氢铵转化为氯化铵，这时溶液中的NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl．
故答案为：NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；HCl；
（4）加酚酞指示剂，用物质的量浓度为c（mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色，指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点，所用HCl溶液体积为V1mL；再加甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，指示HCO3-+H+=CO2+H2O反应的终点，所用HCl溶液体积为V2 mL．上述的两个离子方程式为①CO32-+H+=HCO3-②HCO3-+H+=CO2+H2O，故样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2-V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c（V2-V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c（V2-V1）÷1000 mol，碳酸氢钠的质量为c（V2-V1 ）M÷1000 g，碳酸氢钠的质量分数为
故答案为：
过碳酸钠俗称固体双氧水，被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中，它的制备原理和路线如下：2Na2CO3 + 3H2O2 =2Na2CO3·3H2O2 △H<0
回答下列问题：
（1）与过碳酸钠的用途相关的化学性质是_________________。
（2）下列物质可使过碳酸钠较快失效的是_________________。
a．MnO2 b．H2S c．稀硫酸 d．NaHCO3（3）加入NaCl的实验操作名称是_________________；作用是_________________。
（4）工业纯碱中含有Fe3+等杂质，加入稳定剂的作用是与Fe3+生成稳定的配合物，Fe3+对反应的不良影响是_________________。
（5）反应的最佳温度控制在15℃～20℃，温度偏高时造成产率低可能是_________________，温度偏低时造成产率低的可能是_________________。
（6）以上流程中遗漏了一步，造成所得产品纯度偏低，该步操作的名称是_________________。进行该操作的方法是：_________________。
（7）抽滤也称吸滤或减压过滤，是一种实验室常用的过滤方法（如图所示）。抽滤为什么能加快过滤，原因_________________。
正确答案
（1）强氧化性（漂白性）
（2）abc
（3）盐析；使2Na2CO3·3H2O2在水中的溶解降低，析出更多晶体
（4）催化双氧水的分解
（5）温度高时双氧水易分解；温度低时反应缓慢
（6）晶体的洗涤；向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至刚好淹没沉淀，静置，待水自然流出后，再重复操作两到三次
（7）因为通过气泵（或其它方法）使过滤器下方的压强降低，滤液上下形成压强差，从而加快过滤的速度
工业生产纯碱的工艺流程示意图如下
完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂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）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、_________、沉淀、_________、_________、冷却结晶、_________、烘干。
（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是__________________。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是__________________。
（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是_________（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：__________________。
（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：__________________滤液D加石灰水前先要加热，原因是__________________。
（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：__________________（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）
正确答案
（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO3
（2）溶解；过滤；蒸发；过滤
（3）有晶体析出（或出现浑浊）；碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
（4）NH4Cl；取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子
（5）NH4++OH-==NH3↑+H2O；防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
（6）
著名的“侯氏制碱法”第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳，该反应可表示为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl有关物质的溶解度数据如下（g/100g水）：
NaCl NaHCO3 NH4Cl
10℃35.8 8.15 33.0
45℃37.0 14.0 50.0
现在45℃时，向434g饱和食盐水中通入适量氨气，再向其中通入二氧化碳后，按上述反应进行完全．试计算并回答下列问题（计算结果保留三位有效数字）．
（1）反应完全后45℃时析出的晶体的化学式是______，并计算析出晶体的质量．
（2）过滤除去晶体后再降温至10℃，此时析出的晶体是（填化学式）______，计算所析出晶体的质量．
正确答案
（1）45℃时，434g饱和食盐水中，NaCl的质量为434g×
则NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
1 1
2mol 2mol
n（NaHCO3）=2mol，
m（NaHCO3）=2mol×84g/mol=168g，
此时，溶液中水的质量为434g×
溶解NaHCO3的质量为
所以析出的质量为168g-39g=129g，
答：析出NaHCO3晶体的质量为129g；
（2）由（1）可知水的质量为280g，则过滤除去晶体后再降温至10℃，
溶解NaHCO3的质量为8.15g×
析出NaHCO3的质量为39.0-22.8=16.2g，
生成的NH4Cl质量为2mol×53.5g/mol=107g，
溶液溶解的NH4Cl质量为33.0g×
则析出的NH4Cl质量为107g-92.4g=14.6g，
所以析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3，总质量为16.2g+14.6g=30.8g，
答：析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3，总质量为30.8g．
1942年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下：NH3＋CO2＋H2O==NH4HCO3 ；NH4HCO3＋NaCl==NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因________（选填字母）。
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，同学们按设计的方案进行实验。将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。请回答
①写出甲中发生反应的离子方程式_______________。
②乙装置中的试剂是__________。
③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是_________（填分离操作的名称）。
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法（用简要的文字和相关的化学反应方程式来描述）：_________________________________
正确答案
（1）C
（2）①CaCO3 +2H+ == Ca2+ +CO2 ↑+H2O；②饱和NaHCO3；③过滤
（3）向NaOH溶液中通入过量的CO2，NaOH+CO2==NaHCO3
（三选一）【化学与技术】
海洋中含有丰富的资源，是人类的巨大宝库。我国拥有很长的海岸线，东部沿岸海滩平缓，多细沙，日照时间长，不少盐场均集中于此。回答下列问题：
(1)制海盐方法如下：海水涨潮时，将海水引入盐田，等落潮时，再用日晒的方法，待盐田水分蒸发到一定程度时，撒入食盐颗粒（称为晶种），食盐晶体即从饱和溶液中析出。请说明盐田获得食盐晶体的条件：_____。
(2)以食盐为主要原料可以制备纯碱。试用化学方程式表示其制备过程：______、_____。此法制得的纯碱中常含有少量氯化钠，要测定样品中的纯碱的质量分数，还可利用如图装置进行实验：
请你用一句话叙述该实验设计的基本原理：_______________
(3)氯碱化工厂制得的烧碱中也含有少量氯化钠（假设不含其他杂质），用中和滴定法设计一个实验方案以测定样品中烧碱和氯化钠的质量分数。试剂是0.1000mol/L盐酸、酚酞溶液，仪器是50mL的酸式滴定管、锥形瓶。其实验的主要步骤是_______、_______、滴定。
(4)工业上用电解法制备金属钠，但制备金属钾一般不采用电解熔融氯化钾，而是采用热还原法来制备。在850℃用金属钠来还原KCl，反应如下：Na(l)+KCl(l)
正确答案
(1)日照时间长，水分蒸发快
(2)NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
(3)称量；溶解
(4)不断分离出钾蒸气并冷凝
与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是
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正确答案
与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是
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正确答案
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