- 过氧化钠的物理性质
- 共2178题
在实验室模拟工业生产碳酸钠：一定温度下，往一定量饱和NaCl溶液中通入氨气达到饱和后，再不断通入CO2，一段时间后，出现沉淀，过滤得到NaHCO3晶体。
（1）该过程的化学方程式： 。
（2）加热NaHCO3得到纯碱制品，实验室可进行此操作的装置是 。
A B C D
（3）得到的纯碱制品含有少量NaHCO3和NaCl，设计实验验证样品中各种组分。试剂和仪器限选用：试管、胶头滴管、过滤装置、Ba(NO3)2溶液、NaOH溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸。
（4）用碘量法测量自来水中残留的Cl2的浓度：
① 在大锥形瓶中放置过量的KI，加一定量的冰醋酸，准确取水样200mL加入瓶中，迅速塞上瓶塞摇动，水样呈淡黄色，发生反应：Cl2+2I－=2Cl－+ I2。
②加少许淀粉溶液，用cmol/L Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，当 ，达到滴定终点。
③重复操作3次，平均读数为V mL，则该样品中残留Cl2的浓度： mg/L（Cl的相对原子质量：35.5）
正确答案
（16分）
（1） NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 ↓+ NH4Cl (2分，没有沉淀符号扣1分)
（2）BC （2分）
（3）
（8分）检验出Na2CO3得3分；检验出NaHCO3得2分（若用硝酸检验得1分），
检验出NaCl得3分（未加过量硝酸不得分）。三种物质检验不诛连。
（4）②最后一滴溶液滴入，锥形瓶内的液体恰好从蓝色变成无色，且半分钟不变化 （2分）
③ 177.5 cV （即：0.5×c×V×10－3×71×1000/0.2）（2分）
试题分析：（1）氨气易溶于饱和食盐水，且NH3+H2O=NH3•H2O，得到氯化钠、氨水溶液；一水合氨是弱碱，二氧化碳是酸性氧化物，不断通入二氧化碳气体时，NH3•H2O+CO2=NH4HCO3；由于碳酸氢钠的溶解度比氯化钠、碳酸氢铵都小，碳酸氢钠最先达到饱和，则碳酸氢铵与氯化钠容易反应，生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，即NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；上述几步反应加起来可得：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 ↓+ NH4Cl；（2）碳酸氢钠是固体，加热固体样品应该选择试管或坩埚，故BC正确；A项，属于蒸发装置，加热盐溶液，分离和盐和水，故A错；未了防止冷凝水回流时，导致热的试管底突然遇冷炸裂，试管底应该略低于试管口，故D错；（3）制品是碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠组成的混合物，它们都是可溶性盐，根据实验步骤一、二、三的操作及预期现象和结论综合推断，步骤I加入的试剂是过量或足量Ba(NO3)2溶液，振荡，因为硝酸钡只能与碳酸钠反应，生成碳酸钡沉淀和硝酸钠，可以检验制品中含有碳酸钠，并且除去其中的碳酸钠，防止碳酸钠对碳酸氢钠、氯化钠的检验产生干扰；由于碳酸氢钠与硝酸钡不能反应，但是碳酸氢钠与足量或过量氢氧化钠能发生反应，生成水和碳酸钠，生成物中的碳酸钠与步骤一中加入的过量或足量的硝酸钡反应，滤液中又产生少量的白色沉淀，说明制品中含有少量碳酸氢钠；检验制品中的氯化钠可以用硝酸银溶液检验，但是碳酸钠也能与硝酸银反应，都产生白色沉淀，因此需要除去制品中的碳酸钠，由于步骤二的滤液中含有过量氢氧化钠，氢氧化钠也能与硝酸银反应，产生白色沉淀，对氯化钠的检验造成干扰，则步骤三必须先用过量或足量稀硝酸酸化，中和氢氧化钠之后，再向步骤二的滤液中滴入少量或几滴AgNO3溶液，产生少量的白色沉淀，说明制品中含有氯化钠；（4）实验①中发生的反应为Cl2+2I－=2Cl－+ I2，则锥形瓶内溶液中的碘离子被自来水中的氯气氧化为单质碘；单质碘遇淀粉变蓝，则实验②中发生的反应为I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，碘离子遇淀粉不变色，则锥形瓶内溶液的颜色由蓝色变为无色，说以滴定终点的现象为：最后一滴Na2S2O3溶液溶液滴入，锥形瓶内的液体恰好从蓝色变成无色，且半分钟不变化；先根据c•V=n求Na2S2O3溶液中溶质的物质的量，即n(Na2S2O3)=cmol/L×V×10－3L= c×V×10－3mol；由于Na2S2O3是强电解质，完全电离出钠离子和硫代硫酸根离子，且n(S2O32－)= n(Na2S2O3)= c×V×10－3mol；由于I2+2S2O32－=2I－+S4O62－中I2与S2O32－的物质的量之比等于系数之比，则单质的物质的量为c×V×10－3mol×1/2；由于Cl2+2I－=2Cl－+ I2中Cl2与I2的物质的量之比等于系数之比，则自来水中氯气的物质的量为c×V×10－3mol×1/2×1/1； 氯气的相对分子质量为71，然后根据n•M=m求自来水中所含氯气的质量，则m(Cl2)= c×V×10－3mol×1/2×1/1×71g/mol；200mL=0.2L，最后根据n/V=c求自来水中所含氯气的浓度，则c(Cl2)= c×V×10－3mol×1/2×1/1×71g/mol÷0.2L=0.5×c×V×10－3×71/0.2g/L=0.5×c×V×10－3×71×1000/0.2mg/L= 177.5 cV mg/L，因为1g=1000mg。
纯碱（化学式为Na2CO3）是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺：
一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱，该法分三步：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料，其反应也分三步进行：
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
（1）通过三种方法的比较，布兰制碱法工艺的缺点有 (写两点)。
（2）氨碱法工艺的中循环利用的物质是 (填化学式)；产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式 。
（3）候氏制碱法反应的方程式为 。
（4）为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳。理由是 (写两点)。
（5）候氏制碱法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，用m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量。则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为： 。
正确答案
（1）生产时需要高温；硫酸对设备腐蚀严重；CaS废弃物长期堆积臭气四溢；成本较高。(4分，答出以上任意两点各2分，其他合理答案均给分)
（2）CO2(1分) 2NH4Cl+CaO
（3）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(2分)
（4）CO2在水中的溶解度较小，吸收率低；后通入CO2保证全部生成NaHCO3(4分，答出以上任意两点各2分，其他合理答案均给分)
（5）
试题分析：（1）布兰制碱法工艺的缺点有焦炭还原硫酸钠时需要高温；硫酸对设备腐蚀严重；CaS废弃物长期堆积臭气四溢；成本较高等；
（2）从化学方程式中得出氨碱法工艺的中循环利用的物质是CO2；氯化铵与生石灰反应生成氨气、氯化钙、水，化学方程式为2NH4Cl+CaO
（3）候氏制碱法的原理是向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，所以化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ；
（4）因为二氧化碳在水中的溶解度较小，不易生成碳酸氢钠，所以先通入氨气，使溶液呈碱性，再通入二氧化碳可增大二氧化碳的吸收量从而生产碳酸氢钠；
（5）碳酸氢钠受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，最终该固体为碳酸钠，所以质量减轻（m1-m2）g，每消耗168g碳酸氢钠，固体质量减轻62g，所以固体中碳酸氢钠的质量是168（m1-m2）/62g,所以样品中碳酸氢钠的质量分数是168（m1-m2）/62/m=
（16分）用下图装置可证明CO2与NaOH溶液发生了反应：
（1）将A与B连接，打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的现象是 ，反应的离子方程式______ _。
（2）向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2，充分反应后，将溶液蒸发结晶，得到少量白色固体，请设计实验确认该固体的成分：
①提出合理假设：
假设1：该固体为NaOH和Na2CO3；
假设3：该固体只有 。
假设4：该固体为________ ____。
②.请设计实验验证假设1的固体是NaOH和Na2CO3，写出步骤及预期的现象和结论。（步骤可不填满也可增加）
限选的试剂、仪器： 1moL·L–1HCl、1mol·L–1 MgCl2、0.5moL·L–1BaCl2和1mol·L–1 Ba(OH)2溶液，甲基橙、酚酞试液，试管、胶头滴管、过滤装置。
正确答案
（16分）
（1）水沿导管由广口瓶进入烧瓶（或：水倒吸进入烧瓶）（2分）
2OH–+CO2=CO32–+H2O（或OH–+CO2=HCO3–）（2分）
（2）NaHCO3（2分）； Na2CO3和NaHCO3（2分）
略
联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：
（1）两种方法的沉淀池中均发生的反应化学方程式为_____________________________。
（2）若沉淀池含800.00 mol NH3的水溶液质量为54.00 kg，向该溶液通入二氧化碳至反应完全，过滤，得到滤液31.20kg，则NH4HCO3的产率为______________％。
（3）在氨碱法生产过程中氨要循环使用，但不需要补充，在母液中加生石灰前先要加热的原因是 ___ 。
（4）根据联碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是_______（选填编号）。
a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b．通入氨气能增大NH4+的浓度，使氯化铵更多析出
c．加入食盐细粉能提高Na+的浓度， 使NaHCO3结晶析出
d．通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
（5）联碱法相比于氨碱法，氯化钠利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ，联碱法的另一项优点是__________________________________________________。
（6）从沉淀池析出的晶体含有NaCl杂质，某同学在测定其NaHCO3的含量时，称取5.000g试样，配制成100mL溶液，用标准盐酸溶液滴定（用甲基橙做指示剂），测定数据记录如下：
①第二次滴定，从图Ⅰ图Ⅱ
②该实验测定NaHCO3含量的计算式为ω(NaHCO3)= 。
③该同学测定结果有一定的误差，产生该误差的原因可能是 （选填编号）。
a．待测液中加入甲基橙作指示剂，用标准酸液滴定至变橙色
b．锥形瓶用蒸馏水洗涤后，直接加入待测溶液进行滴定
c．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准酸液进行滴定
d．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00 mL进行滴定
正确答案
(本题共12分)（1）NaCl + NH3 + CO2 +H2O →NaHCO3↓+ NH4Cl （2分）
（2）92% （2分）
（3）防止生石灰先跟溶液中的NaHCO3反应产生碳酸钙沉淀（1分）
（4）bd（2分）
（5）避免产生大量含有CaCl2的废液（或节省石灰窑、蒸氨塔等设备）（1分）
（6）①20.20mL（1分）
②ω(NaHCO3)＝
试题分析：（1）依据流程图分析可知，联碱法和氨碱法的生产流程中沉淀池中发生反应的物质是氨气、二氧化碳、水、氯化钠，这些物质反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，所以反应的化学方程式为NaCl + NH3 + CO2 +H2O →NaHCO3↓+ NH4Cl。
（2）根据方程式NH3 + CO2 +H2O →NH4HCO3可知，该氨水完全反应需通入800.00molCO2，过滤得到m(NH4HCO3)＝54.0kg+800.00mol×0.044kg/mol－31.20kg＝58.00kg，理论上应得到m(NH4HCO3)＝800.00mol×0.079kg/mol＝63.2kg，所以NH4HCO3的产率为
（3）由于生石灰溶于水生成氢氧化钙，而氢氧化钙能和碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，所以在母液中加生石灰前先要加热的原因是防止生石灰先跟溶液中的NaHCO3反应产生碳酸钙沉淀。
（4）联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程中；a、母液中加入氯化钠晶体，然后冷却到10℃以下即析出氯化铵晶体，这说明室温下氯化铵的溶解度比氯化钠大，故a错误；b、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b正确；c、加入食盐细粉目的是提高Cl-的浓度，促进氯化铵结晶析出，故c错误；d．通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度，d正确，答案选bd。
（5）联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱.另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品--纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl-）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵，从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性，因此另外一个主要优点是避免产生大量含有CaCl2的废液（或节省石灰窑、蒸氨塔等设备）。
（6）①滴定管能读数到0.01ml，所以根据滴定管中液面的位置可知，初始读数是2.40ml，最终读数是22.60ml，所以实际消耗盐酸的体积是22.60ml－2.40ml＝20.20ml。
②第一次消耗盐酸的体积是21.00ml－1.00ml＝20.00ml，所以两次消耗盐酸的平均值是(20.20ml＋20.00ml)÷2＝20.10ml，所以消耗盐酸的物质的量是0.0201L×0.6000mol/L。根据方程式HCl＋NaHCO3=NaCl＋H2O＋CO2↑可知，碳酸氢钠的物质的量是0.0201L×0.6000mol/L，质量是0.0201L×0.6000mol/L×84g/mol，所以碳酸氢钠的纯度是ω(NaHCO3)＝
③a．甲基橙的变色范围是3.1～4.4，所以待测液中加入甲基橙作指示剂，用标准酸液滴定至变橙色且半分钟内不变色为止，因此a会产生误差；b．锥形瓶用蒸馏水洗涤后，直接加入待测溶液进行滴定，属于正确的操作，所以b不正确；c．滴定管必须用标准液润洗，所以滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准酸液进行滴定，会产生误差，c正确；d．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00 mL进行滴定，属于正确的操作，d不正确，答案选ac。
1862年，比利时化学家索尔维发明了氨碱法制碱，1926年，我国化学家侯德榜创立了
更为进侯德榜制碱法，也叫联合制碱法，两种制碱的生产流程可简要表示如下图：
氨碱法生产流程 联合制碱法生产流程
（1）向沉淀池中通入CO2和氨气时，应先通入氨气的原因是 。
（2）沉淀池中发生反应的化学反应方程式是 从沉淀池中分离沉淀的操作是 。
（3）氨碱法生产流程示意图中的Y是 ，从原料到产品，氨碱法总反应过程用化学方程式表示，可写为 。
（4）联合制碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是 （选填编号）。
a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b．通入氨气能增大NH4+的浓度，使氯化铵更多析出
c．加入食盐细粉能提高Na+的浓度， 使NaHCO3结晶析出
d．通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
（5）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，主要是设计了循环Ⅰ，联合制碱法的另一项优点是 。
（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠，可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数，已知样品质量为ag，加热至质量不再改变时称重为bg，则纯碱的质量分数为 。
正确答案
（1）因为CO2溶解度小，而NH3易溶于水，先通入NH3有利于后面CO2的吸收(2分)
（2）NH3+CO2+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl( 2分,无”↓”扣1分） 过滤(1分)
（3）NH3 ( 2分） CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2( 2分)
（4）bd( 2分)
（5）避免产生大量的含有CaCl2的溶液,或节省石灰窑、蒸氨塔等设备。( 2分)
（6）
试题分析：（1）氨气溶解度大，通入氨气后使溶液显碱性，吸收二氧化碳的量增加；（2）沉淀池中氨气、二氧化碳和氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体，过滤得碳酸氢钠；（3）沉淀池中的母液是氯化铵溶液，加入的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化铵反应生成氨气，将氨气在通入沉淀池中循环利用，故Y为氨气；从理论上分析，氨碱法生产过程中，母液中加入氧化钙，和水反应生成的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；
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↑合并得到总化学方程式为：CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2，故答案为： CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2；（4）联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程中；a、常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大，故a错误；b、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b、d正确；c、加入食盐细粉目的是提高Cl-的浓度，促进氯化铵结晶析出，故c错误；（5）联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱．另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品--纯碱和氯化铵．将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl-）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵．从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性，（6）写出碳酸氢钠分解的化学方程式，设固体中含碳酸氢钠的质量为x，当反应掉2mol即168g碳酸氢钠时，固体质量减少62g，根据质量差法计算出固体中含碳酸氢钠的质量，用总质量减去碳酸氢钠的质量得固体中碳酸钠的质量，从而求出质量分数。
扫码查看完整答案与解析