Question

Ⅰ.現(xiàn)代工業(yè)常以氯化鈉為原料制備純堿，部分工藝流程如下：

k+s-5#

已知NaHCO3在低溫下溶解度較小。反應(yīng)Ⅰ為：NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl，處理母液的兩種方法如下：

（1）向母液中加入石灰乳，可將其中________循環(huán)利用。

（2）向母液中通入NH3，加入細小的食鹽顆粒并降溫，可得到NH4Cl晶體。試寫出通入NH3后，溶解度較小的酸式碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^大的碳酸鹽的離子方程式 _____________________________。

Ⅱ.某化學(xué)小組模擬“侯氏制堿法”，以NaCl、NH3、CO2和水等為原料以及下圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制成Na2CO3。

（1）裝置丙中冷水的作用是 ；

（2）由裝置丙中產(chǎn)生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有_______、洗滌、灼燒。NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3的化學(xué)方程式為 ；

（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO3將分解不完全，該小組對一份加熱了t1 min的NaHCO3 樣品的組成進行了以下探究。取加熱了t1 min的NaHCO3樣品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中有關(guān)離子的物質(zhì)的量的變化如圖所示。則曲線a對應(yīng)的溶液中的離子是___________（填離子符號下同）；曲線c對應(yīng)的溶液中的離子是___________；該樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比是 ；

（4）若取21.0 g NaHCO3固體，加熱了t2 rnin后，剩余固體的質(zhì)量為l4.8 g。如果把此剩余固體全部加入到200 mL 2 mol?L—1的鹽酸中，則充分反應(yīng)后溶液中H+ 的物質(zhì)的量濃度為____________（設(shè)溶液體積變化忽略不計）

 

Answer 1

Ⅰ（1）NH3 （2分）

（2）HCO3–+NH3=NH4++CO32–（2分）

Ⅱ.

（1）冷卻，使碳酸氫鈉晶體析出（1分）

（2）過濾（1分） 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（2分）

（3）Na+ （1分） HCO3- （1分） 1:2 （2分）

（4）0.75 mol/L （2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ（1）加入石灰乳后，Ca(OH)2與NH4Cl反應(yīng)生成NH3，所以NH3可循環(huán)使用。

（2）溶解度較小的酸式碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^大的碳酸鹽，NaHCO3中的CO32?與NH3反應(yīng)生成NH4+、CO32?，可得離子方程式。

Ⅱ（1）降溫時NaHCO3的溶解度減小，所以裝置丙中冷水的作用是裝置丙中冷水的作用是：冷卻，使碳酸氫鈉晶體析出。

（2）通過過濾的到NaHCO3固體；NaHCO3加入分解得到Na2CO3、CO2、H2O，可寫成化學(xué)方程式。

（3）隨著鹽酸的加入，發(fā)生反應(yīng) CO32-+H+=HCO3-；  HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有關(guān)離子的物質(zhì)的量的變化為碳酸根離子減小，碳酸氫根離子濃度增大，當碳酸根離子全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子，再滴入鹽酸和碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳，碳酸氫根離子減小，所以c曲線表示的是碳酸氫根離子濃度變化；Na+濃度不變，所以a曲線表示Na+的濃度變化；碳酸根離子濃度0.2mol/L；碳酸氫根離子濃度為0.1mol/L；樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比是1：2。

（4）NaHCO3加熱分解生成Na2CO3，由化學(xué)方程式可知，與鹽酸反應(yīng)消耗的HCl的量相同，所以反應(yīng)后H+濃度為c(H+)=(0.2L×2mol?L?1-21g÷84g/mol)÷0.2L= 0.75 mol?L?1。

考點：本題考查工業(yè)制純堿的原理分析，生產(chǎn)過程中的物質(zhì)變化，混合物成分的分析判斷和計算應(yīng)用，實驗過程分析，除雜操作，尾氣吸收，圖象定量分析判斷。