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侯德榜是在中国化学工业史上一位杰出的科学家,他为祖国的化学工业事业奋斗终生,并以独创的制碱工艺闻名于世界,以下是侯德榜先生制碱工业的简要流程:
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下表是四种物质在100g水中不同温度的溶解度,其中NH4HCO3水溶液呈碱性,性质不稳定,36℃时开始分解为二氧化碳、氨和水,60℃可以分解完.
温度
物质
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 45.8 50.4 55.2 60.2
NaHCO3 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
NH4HCO3 11.9 16.1 21.6 27.1 36.6 / /
试回答下列问题:
(1)Ⅳ的反应条件是加热,请尝试写出Ⅳ的反应方程式:
 

(2)Ⅲ的操作名称叫
 

(3)通过上述溶解度表,如何从含有少量NaCl的NH4Cl溶液中获得NH4Cl晶体:
 
分析:(1)根据碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳进行解答;
(2)根据过滤可用于分离难溶性固体和可溶性固体的方法进行解答;
(3)根据氯化铵的溶解度随温度的升高而增大,氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大进行解答.
解答:解:(1)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应方程式为:2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)过滤可用于分离难溶性固体和可溶性固体的方法,所以Ⅲ的操作名称叫过滤;
(3)氯化铵的溶解度随温度的升高而增大,氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大,所以从含有少量NaCl的NH4Cl溶液中获得NH4Cl晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
故答案为:(1)2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)过滤;
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;
点评:化学来源于生产、生活,又服务于生产、生活,本题很好的体现了这一理念;该题涉及化学方程式的书写,气体的溶解度等知识,要根据相关知识细心分析解答.
练习册系列答案
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侯德榜是在中国化学工业史上一位杰出的科学家,他为祖国的化学工业事业奋斗终生,并以独创的制碱工艺闻名于世界,以下是侯德榜先生制碱工业的简要流程:

某化学兴趣小组对上述第Ⅲ步获得的晶体可能是NaCl  Na2CO3  NaHCO3  (NH42CO3  NH4HCO3中的一种进行探究:
[提出问题]上述固体是什么物质?
[猜想与假设]
猜想1:NaCl          
猜想2:NaHCO3       
猜想3:(NH42CO3
猜想4
Na2CO3
Na2CO3
     
猜想5:NH4HCO3
[方案验证]
操作步骤 现象 结论
(1)取该晶体加熟石灰研磨 无氨味 猜想
3和5
3和5
不成立
(2)另取该晶体加入盐酸
有气泡产生
有气泡产生
猜想1不成立
(3)另取少量该晶体加水溶解,再滴入氯化钙溶液 无白色沉淀 猜想4不成立
(4)另取该固体放入如图试管中加热
包有硫酸铜的棉花变
蓝色
蓝色
色,石灰水变
浑浊
浑浊
综合(1)、(2)、(3)的结论得出猜想2成立
第Ⅳ步骤中有关化学反应方程式:2NaHCO3
  △  
.
 
X+CO2↑+H2O,其中X就是侯氏法制的碱,其组成
Na2CO3
Na2CO3
(填化学式),属于
类(填“酸、碱、盐和氧化物”),其水溶液呈
碱性
碱性
(填“酸性”、“碱性”或“中性”)
[反思与评介]
①第Ⅲ步操作名称为
过滤
过滤

②从第Ⅲ步所得溶液经过蒸发浓缩、
降温
降温
、过滤,可分离得氯化铵晶体,氯化铵在农业上可作氮肥用.
(2013?泉州)我国著名的闽籍制碱专家侯德榜,在纯碱制造方面做出了重大贡献.用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质,化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究,在老师的指导下,他们设计了下列两种实验方案进行试验.
资料摘要:
Ⅰ.碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应.
Ⅱ.浓硫酸具有很强的吸水性;碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳.
[方案一]样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数
(1)样品与氯化钙溶液的反应实验(杂质不与氯化钙溶液反应):
实验操作 实验现象 实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后,滴加过量的CaCl2溶液. 产生白色沉淀 反应的化学方程式:
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
(2)分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因:
与碳酸钠充分反应
与碳酸钠充分反应

(3)将反应后的混合物进行过滤,把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量.利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%.如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%,这是因为
不洗涤碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加,所以使得计算出的碳酸钠的质量增大
不洗涤碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加,所以使得计算出的碳酸钠的质量增大

[方案二]样品与稀盐酸反应,测定Na2CO3的质量分数
利用下图所示实验装置(铁架台略去)和试剂,通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量,计算Na2CO3的质量分数(装置气密性良好,忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的).

(4)打开止水夹K,先对装置A和B(已连接)通入已除去CO2的空气一会儿,以排尽装置A和B中含有的
二氧化碳
二氧化碳
,再接上装置C和D.
(5)关闭止水夹K,加入足量的稀盐酸(杂质不与盐酸反应),装置A中样品产生气体的化学方程式为
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2

(6)待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿.根据
质量守恒
质量守恒
 定律,装置
C
C
(填标号)在反应前后的质量差就是产生CO2的质量,由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数.若没有装置D,将会使测定结果
偏大
偏大
(选填“偏大”或“偏小”).

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