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简答题

我国化工专家侯德榜,勇于创新,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献.请完成下列问题:

(1)“联合制碱法”制得的“碱”是______(填化学式).

(2)氨碱法和联合制碱法是两大重要的工业制碱法,下列表达中,不正确的是______

正确答案

解析

解:(1)我国制碱工业的先驱---侯德榜发明的联合制碱法中的“碱”是纯碱,是碳酸钠的俗称,其化学式为:Na2CO3

故答案为:Na2CO3

(2)A.氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料,联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料,其中氨碱法原料中有石灰石,不是生石灰,故A错误;

B.氨碱法可能的副产物为氯化钙,联合制碱法可能的副产物氯化铵,故B正确;

C.氨碱法循环物质:氨气、二氧化碳,联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,故C错误;

D.氨碱法原料(食盐和石灰石)便宜,产品纯碱的纯度高,副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用,制造步骤简单,适合于大规模生产,但设备复杂;能耗高,氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%;联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,废弃物少,故D正确;

故选AC.

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简答题

工业以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;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O.

(Ⅰ)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.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出

D.碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠

(Ⅱ)某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验.

(1)一位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,实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).

试回答下列有关问题:

①乙装置中的试剂是______,其作用是______

②丁装置中稀硫酸的作用是______

③实验结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是______(填分离操作的名称),该操作所需要的玻璃仪器有__________________

(2)另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验.

①实验时,须先从a管通入______气体,说明原因______

②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

解析

解:(Ⅰ)A.碳酸氢钠易溶于水,故错误;

B.碳酸氢钠受热易分解,与其在溶液中首先结晶析出无关,故错误;

C.碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些,所以在溶液中首先结晶析出,故正确;

故答案为:C;

(Ⅱ)(1)①利用盐酸制取二氧化碳时,因盐酸易挥发,所以,二氧化碳中常会含有氯化氢气体,碳酸氢钠能与盐酸反应不与二氧化碳反应,所以通过碳酸氢钠的溶液是可以除掉二氧化碳气体中的氯化氢气体,故答案为:饱和碳酸氢钠溶液;

②实验过程中氨气可能有剩余,而稀硫酸能与氨气反应,所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3,故答案为:吸收未反应的NH3

③分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体,常采用的实验操作是过滤操作,此操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗及烧杯,故答案为:过滤;玻璃棒;漏斗;烧杯;

(2)①制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,则应先通入氨气,能形成较大浓度的溶液,有利于二氧化碳吸收,生成更多的碳酸氢铵,故a端通入NH3,故答案为:NH3;氨气极易溶解于水,能形成较大浓度的溶液,有利于二氧化碳吸收,生成更多的碳酸氢铵;

②装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大,提高了二氧化碳的吸收率,故答案为:增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率.

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填空题

某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl.然后再将NaHCO3制成Na2CO3

(1)装置乙的作用是______.为防止污染空气,尾气中含有的______需要进行吸收处理.

(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有__________________.NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为______

(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究.取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示.则曲线c对应的溶液中的离子是______(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是______

(4)若取21.0g NaHCO3固体,加热了t2 min后,剩余固体的质量为l4.8g.如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol•L-1的盐酸中则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为______(设溶液体积变化忽略不计).

正确答案

除去二氧化碳中的氯化氢气体

氨气

过滤

洗涤

灼烧

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2

HCO3-

1:2

0.75mol/L

解析

解:(1)装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,对制备碳酸氢钠有影响,装置乙的作用是吸收氯化氢气体;最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中,需要进行尾气吸收;

故答案为:除去二氧化碳中的氯化氢气体;氨气;

(2)由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为,NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水,反应为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,

故答案为:过滤、洗涤、灼烧; 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;

(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,发生反应 CO32-+H+=HCO3-;  HCO3-+H+=CO2↑+H2O;溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小,碳酸氢根离子浓度增大,当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子,再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳,碳酸氢根离子减小,所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化;碳酸根离子浓度0.2mol/L;碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L;样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1:2;

故答案为:HCO3-; 1:2;

(4)若取21g NaHCO3固体物质的量==0.25mol,加热了t1min后,剩余固体的质量为14.8g.依据化学方程式存在的质量变化计算:

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m

 2         1                 62

0.2mol    0.1mol           21g-14.8g

反应后NaHCO3物质的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;消耗氯化氢物质的量0.05mol;

Na2CO3物质的量=0.1mol,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,消耗氯化氢物质的量0.2mol;剩余氯化氢物质的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol,剩余溶液中c(H+)==0.75mol/L,

故答案为:0.75mol/L;

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简答题

碳酸钠是一种重要的化工产品,一种工业生产流程如图所示.

(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为______

(2)X是______,Y是______(填化学式);

(3)排出液W中的溶质除了氢氧化钙外,还有______

(4)从理论上分析,在生产过程中______(填“需要”、“不需要”)补充氨气,从原料到产品,该方法总反应过程用化学方程式表示,可写为______

(5)若生产时,每通入NH344.8L(已折合成标准状况下)可以得到纯碱100.0g,则NH3的利用率为______

正确答案

解析

解:生成流程为:煅烧石灰石生成二氧化碳和CaO,将二氧化碳、氨气和食盐水在沉淀池中发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl生成碳酸氢钠,煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠、二氧化碳气体和水,则X为CO2;从沉淀池中获得的母液中含有氯化铵、NaCl,母液中加入氧化钙,氯化铵与氧化钙反应生成氨气和氯化钙,则Y为氨气,排除液W中含有氢氧化钙、CaCl2、NaCl,

(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,

故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;

(2)根据分析可知,流程中可以循环利用的物质X为CO2,Y为NH3

故答案为:CO2;NH3

(3)氨碱法排出液中的溶质除了氢氧化钙外,还有氢氧化钙和氯化铵反应生成的氯化钙及原溶液中的氯化钠,

故答案为:CaCl2、NaCl;

(4)从理论上分析,生产过程中,母液中加入氧化钙反应生成氢氧化钙会和铵盐生成氨气,反应过程中氨气转化为铵盐,铵盐转化为氨气,氨气循环使用,不需要补充氨气;

生成流程中发生反应有:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl、CaCO3═CaO+CO2↑、CaO+H2O═Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl═CaCl2+2NH3↑+2H2O、2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑,整理可得到总化学方程式为:CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2

故答案为:不需要;CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2

(5)发生的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑,每当通入NH3 44.8L(已折合成标准状况下)物质的量为:=2mol,

生产过程中得到纯碱100.0g,其物质的量为:=mol,需要氨气的物质的量为:=mol,

则NH3的利用率为:×100%=94.3%,

故答案为:94.3%.

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简答题

(2014•新罗区校级模拟)我国化工专家侯德榜,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献.生产流程如图1:

(1)完成有关反应的化学方程式

①沉淀池:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

②煅烧炉:______

(2)联合制碱法的优点表述中,不正确的是______

A.生产原料为:食盐、NH3、CO2

B.副产物氯化铵可做氮肥

C.生产过程中可循环利用的物质只有CO2

D.原料利用率高

某实验小组,利用下列装置图2模拟“联合制碱法”的第一步反应.

(3)上述装置中接口连接顺序为______

A.a接c;b接f、e接d               B.a接d;b接f、e接c

C.b接d;a接e、f接c               D.b接c;a接f、e接d

(4)D中应选用的液体为______

为测定产品纯碱的成分和含量,做如下实验.假设产品纯碱中只含NaCl、NaHCO3杂质.

(5)检验产品纯碱中是否含有NaCl,可取少量试样溶于水后,再滴加______试剂.

(6)滴定法测定纯碱产品中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c mol/L的HCl溶液滴定至溶液由红色变为无色(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色变为橙色,所用HCl溶液总体积为V2 mL.则纯碱样品中NaHCO3质量分数为______

正确答案

解析

解:(1)碳酸氢钠热稳定性差,在煅烧炉内碳酸氢钠受热分解2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,

故答案为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;  

(2)A.联碱法是以食盐、氨和二氧化碳(其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)为原料来制取纯碱,故A正确;

B.在联合制碱法中,副产物氯化铵可做氮肥,故B正确;

C.联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,故C错误;

D.联合制碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,原料利用率高,故D正确;

故选C; 

(3)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,

故选D;

(4)盐酸的酸性强于碳酸,装置D除去二氧化碳中的HCl,可用饱和NaHCO3溶液,故答案为:饱和NaHCO3溶液;

(5)要检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,实际上就是检验氯离子的存在,可先滴加过量稀硝酸,排除碳酸根离子的干扰,在滴加硝酸银溶液,如果有白色沉淀生成,则含有氯离子,

故答案为:稀HNO3和AgNO3溶液;

(6)加酚酞指示剂,变色范围为8-10,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×100%=×100%,

故答案为:×100%.

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简答题

“侯氏制碱法”以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如图1:

已知NaHCO3在低温下溶解度较小.反应Ⅰ为:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,NH4Cl和浓碱液反应可产生NH3

(1)上述工艺流程中可以循环利用的物质是______

(2)反应Ⅱ的化学方程式为______

(3)若在Ⅱ中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究.如图2所示,取加热了t1min的NaHCO3样品加在大试管的底部,另取等质量NaHCO3粉末加在小试管底部.预热后在大试管底部加热.开始加热一段时间后,若试管______(填“A”或“B”)中会出现浑浊现象,说明Ⅱ中灼烧的分解不完全;若开始时两试管中加入的固体质量相等,充分加热后,B试管中产生的沉淀的质量是A中的2倍(假设澄清石灰水足量),则反应Ⅱ中NaHCO3的分解率为______.(分解率=已分解的质量/原物质的总质量)

正确答案

解析

解:(1)碳酸氢钠分解生成的二氧化碳及NH4Cl和浓碱液反应可产生NH3可以循环利用,故答案为:CO2、NH3

(2)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+C02↑+H2O,故答案为:2NaHCO3Na2CO3+C02↑+H2O;

(3)若A中出现浑浊,说明A中固体仍能受热分解生成二氧化碳,可说明Ⅱ中灼烧的分解不完全;假设B中生成CO2为2mol,则根据2NaHCO3Na2CO3+C02↑+H2O,可知B中NaHCO3的物质的量为4mol,质量为4mol×84/mol=336g,则A中固体质量也为336g,继续加热分解可得1molCO2,可知A中含有未分解的碳酸氢钠的物质的量为2mol,质量为2mol×84/mol=168g,A中碳酸钠的质量为336g-168g=168g,设反应Ⅱ中已经分解的碳酸氢钠质量为mg,

2NaHCO3Na2CO3+C02↑+H2O

168g         106g

mg           168g

,解得m=266.3g,则碳酸氢钠的分解率为=61.4%,

故答案为:A;61.4%.

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简答题

我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:

(1)上述生产纯碱的方法称______,副产品的一种用途为______

(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是______

(3)写出上述流程中X物质的分子式______

(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了______(填上述流程中的编号)的循环.从沉淀池中取出沉淀的操作是______

(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加______

(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有______

(a) 增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出

(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度.

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邦所创,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↓,得到一摩尔的碳酸氢钠同时得到一摩尔的氯化铵,故副产物为氯化铵,氯化铵可用来制作化肥,

故答案为:联合制碱法,做化肥;

(2)沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓,

故答案为:NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓;

(3)在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,

故答案为:CO2

(4)循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,从固液混合物中分离出固体的方法为过滤.

故答案为:循环Ⅰ,过滤;

(5)检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子,可以用硝酸酸化的硝酸银,观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在,

故答案为:用硝酸酸化的硝酸银,观察产生白色沉淀;  

(6)向母液中通氨气作用有增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度.

故答案为:ac.

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简答题

(2015•怀化二模)某校研究性学习小组在实验室中模拟侯氏制碱法制取少量纯碱(见下图),并测定纯碱的纯度.回答下列问题:

Ⅰ.纯碱的制备

(1)若上述两个气体发生装置相同,制取二氧化碳的试剂为大理石和稀盐酸,制取氨气宜选择的试剂为______.氨气和二氧化碳在通入饱和食盐水时的顺序是(填序号)______

a.同时通入     b.先通氨气至饱和再通二氧化碳   c.先通二氧化碳至饱和再通氨气

(2)他们采用粗盐配制饱和食盐水.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,除去这些杂质离子需要下列试剂:①Na2CO3溶液 ②NaOH溶液 ③BaCl2溶液 ④盐酸.加入这些试剂的顺序可以是(填序号)______

a.①③②④b.③①④②c.②③①④d.③②①④

(3)操作1的名称叫______.为洗去碳酸氢钠晶体表面的残留母液,他们用酒精代替水洗,其优点是______

Ⅱ.纯碱纯度的测定(注:只考虑其中因焙烧不充分而含有的碳酸氢钠,忽略其他杂质)

(1)该小组同学设计了如下方案,其中不可行的是(填序号)______

A.准确称量mg样品,加热至恒重,称量得ng固体.

B.准确称量mg样品,与足量稀硫酸反应,将产生的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重ng.

C.准确称量mg样品,与足量氢氧化钡溶液反应,过滤、洗涤、干燥,称量得ng固体.

(2)若方案A可行,加热过程中所需仪器除了酒精灯、三角架、坩埚、坩埚钳外,还需______

(3)若方案B正确,涉及反应的离子方程式为______

(4)若方案C可行,判断沉淀是否洗净的方法是______

正确答案

解析

解:I.(1)制取氨气宜选择的试剂为氯化铵固体和熟石灰固体,两种气体的通入顺序为先通氨气至饱和再通二氧化碳,

故答案为:氯化铵固体和熟石灰固体;b;          

(2)SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加③BaCl2溶液再加①Na2CO3溶液,最后加入④盐酸,氢氧化钠溶液加在过滤之前即可,所以正确顺序为③①④②,故选b;

(3)操作1的名称叫过滤;碳酸氢钠在酒精中的溶解度小,而且酒精易挥发,便于晶体的干燥;故答案为:过滤; 减少NaHCO3的溶解,便于晶体的干燥;

Ⅱ.(1)A.准确称量mg样品,加热至恒重,称量得ng固体,通过差量求出碳酸氢钠的质量,可以求纯碱纯度;

B.准确称量mg样品,与足量稀硫酸反应,将产生的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重ng,增重是二氧化碳和水的质量,而无法求二氧化玻璃棒、泥三角碳的量,所以无法求纯碱纯度;

C.准确称量mg样品,只有碳酸钠与氢氧化钡溶液反应,所以可以通过ng固体,求纯碱纯度;

故选B;

(2)确称量mg样品,加热至恒重,称量得ng固体过程中用的酒精灯、三角架、坩埚、坩埚钳,玻璃棒和泥三角,故答案为:玻璃棒、泥三角;

(3)碳酸钠与碳酸氢钠都与稀硫酸反应,反应的离子方程式分别为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O,HCO3-+H+=CO2↑+H2O,故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O;

(4)可以取最后一次洗涤液,检验是否含有氢氧根离子和钡离子,操作为取最后一次洗涤液少许,加入少量MgCl2(aq)(或Na2SO4溶液),若不产生白色沉淀,则洗净,故答案为:取最后一次洗涤液少许,加入少量MgCl2(aq)(或Na2SO4溶液),若不产生白色沉淀,则洗净.

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简答题

我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图1:

(1)写出上述流程中循环Ⅱ物质X的电子式______,沉淀池中发生的化学反应方程式为:______

(2)向母液中通入氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,则副产品为______

(3)流程中设计了Ⅰ循环的目的是______

(4)用离子方程式表示Na2CO3溶液呈碱性的原因______

(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号).

A.c(Na+)=2c(CO32-)              B.c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-

C.c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)     D.c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+c(H2CO3

(6)某同学设计的测定样品中碳酸钠含量的方法如图2.设滴定管的起始读数为V1 mL,终点读数为V2 mL,注射器测定排出的气体为V3 mL(已转化成标准状况),称得样品质量为m g,则原样品中碳酸钠的质量分数的表达式为______(用含V1、V2、V3、m的代数式表示,反应前后溶液密度的变化忽略不计).

正确答案

解析

解:(1)由于在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,所以上述流程中循环Ⅱ物质X是二氧化碳,二氧化碳为直线型结构,分子中存在两个碳氧双键,二氧化碳的电子式为:;沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,

故答案为:;NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;

(2)根据NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓及流程图知,母液中溶质为氯化铵,向母液中通氨气加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入的氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子,铵根离子浓度增大有利于析出氯化铵,

故答案为:NH4Cl;

(3)循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,提高原料氯化钠的利用率,

故答案为:提高原料氯化钠的利用率;

(4)碳酸钠为强碱弱酸盐,钠离子不水解、碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解离子方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-

故答案为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-

(5)A.Na2CO3 =2Na++CO32-,但碳酸根离子水解,故离子浓度大小关系为:c(Na+)>2c(CO32-),故A错误;

B.由于盐类的水解程度很小,且溶液中存在两步水解:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,以第一步水解为主,故离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故B正确;

C.碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中存在两步水解:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,以第一步水解为主,所以c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故C正确;

D.Na2CO3本身不含氢离子和氢氧根,故溶液中所有的氢原子和氢氧根均来自于水且相等,由于CO32-水解后的存在形式为CO32-、HCO3-、H2CO3,故有:c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-),即:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3),故D错误;

故答案为:BC;

(6)盐酸排出的空气的体积是(V2-V1)mL,产生的二氧化碳的体积是V3-(V2-V1),根据碳原子守恒,碳酸钠的物质的量是:mol,原样品中碳酸钠的质量分数为:

故答案为:106××100%.

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题型:简答题
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简答题

继侯德榜“联合制碱法”后,上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法,目前这项研究工作取得了一定进展.其工艺流程如下:

已知:NR3+HCl=NR3•HCl,且NR3•HCl易溶于有机溶剂

(1)制备小苏打的化学方程式是:______;操作①称为______;操作②称为______

(2)过程③得到产品的化学方程式是:______

(3)在过程④中,回收有机胺的化学方程式是:______

(4)本工艺流程中可循环利用的物质是:______

正确答案

解析

解:有机胺制碱法:有机胺NR3易溶于有机溶剂,和二氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠和NR3•HCl,NR3•HCl易溶于有机溶剂,NaHCO3不溶于有机溶剂在水层,通过操作①萃取分液,

有机层通入氨气,在过程④中,NR3•HCl+NH3=NR3+NH4Cl,得到副产品NH4Cl;

水层通过结晶得到小苏打(碳酸氢钠),过程③是加热小苏打,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,得到产品碳酸钠;

(1)侯氏制碱法,制备小苏打反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,有机胺制碱法反应①二氧化碳通入胺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+NR3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NR3•HCl,NR3•HCl易溶于有机溶剂,NaHCO3不溶于有机溶剂在水层,分离能分层的混合物用萃取分液;从溶液中析出溶质NaHCO3操作②称为结晶,

故答案为:NaCl+NR3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NR3•HCl;萃取分液;结晶;

(2)过程③是加热小苏打,小苏打为碳酸氢钠,受热分解生成碳酸钠和二氧化碳和水,反应为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,

故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;

(3)在过程④中,NR3•HCl和氨气反应NR3•HCl+NH3=NR3+NH4Cl,可回收有机胺NR3

故答案为:NR3•HCl+NH3=NR3+NH4Cl;

(4)由工艺流程中可知,向饱和的食盐水中通入了二氧化碳,在加热碳酸氢钠时又生成了二氧化碳,所以,CO2是可循环利用的物质,在过程④中,可回收有机胺NR3,NR3是可循环利用的物质,有机溶剂也是可循环利用的物质,

故答案为:CO2、NR3或有机溶剂;

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