题目内容
【题目】某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。
(产品与原理)该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物,反应为:NaCl(饱和)+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl;分离出NaHCO3晶体,加热制得纯碱。
(生产流程)
(相关资料)
(1) NH4Cl NH3↑+HCl↑
(2) 已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
物质 | NaCl | NaHCO3 | NH4Cl | NH3 | CO2 |
溶解度 | 36.0g | 9.6g | 37.2g | 710 | 0.9 |
(问题讨论):
(1)氨碱工业最关键的一步是:在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是:________。流程中加入过量氢氧化钠目的是________。操作II的名称叫________。
(2)反应①中发生了两个反应,写出其中的一个化学方程式:________________。
(3)反应③中得到纯碱的化学方程式为:_________________________________。
(4)上述生产流程中可循环使用的是________(填序号)。
A 气体C B 溶液D C 氢氧化镁 D 化肥NH4Cl
(5)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时。为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?_________。
(组成确定)
(1)称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化。
(2)另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质________(写化学式)。
(3)某研究性学习小组对刚生产出的纯碱产品进行检测。取22克该样品于烧杯中,加水将其溶解,然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡。
首先发生的反应是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;然后发生的反应是:NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑;
在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示。
请你根据图甲提供的信息,计算出反应产生的二氧化碳的质量________;计算该样品中纯碱的质量分数________(计算结果用百分数表示,保留到小数点后一位)
【答案】增大二氧化碳在水中的溶解度 除去粗盐中的氯化镁 过滤 或 AB 氯化铵受热易分解,所以不直接蒸发结晶析出氯化铵固体 NaCl 8.8g 96.4%
【解析】
氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。
(1)氨碱工业最关键的一步是:在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出,压强越大,气体溶解度越大,流程需要加压条件的原因是增大二氧化碳在水中的溶解度,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,故流程中加入过量氢氧化钠目的是除去粗盐中的氯化镁,操作II是将晶体和液体分离,名称是过滤。
(2)反应①中发生了两个反应是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为或。
(3)反应③是碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳,故得到纯碱的化学方程式为。
(4)上述生产流程中可循环使用的是气体C二氧化碳,溶液D氯化钠,故选AB。
(5)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时,氯化铵受热易分解,所以不直接蒸发结晶析出氯化铵固体。
[组成确定]
(2)根据“滴加AgNO3溶液,有白色沉淀”,则一定含有氯离子,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀,故纯碱样品含有杂质氯化钠,化学式为NaCl。
(3)由图甲可以看出,当加入盐酸的量为50g时开始产生二氧化碳,当加入盐酸的量为100g时不再生成二氧化碳,设产生二氧化碳的质量为x
与碳酸钠反应的盐酸共有100g,设碳酸钠的质量为y
样品中纯碱的质量分数为
【题目】在一定条件下,NH3可以燃烧,且该反应能放出大量的热。下表是测定的部分数据
纯净物 | NH3 | O2 | H2O | X |
反应前质量/g | 1.7 | 3 | 0 | 0 |
反应后质量/g | 0 | 0.6 | 2.7 | 待测 |
根据数据可以判断下列选项正确的是: ( )
A. 反应后X的质量是2gB. X是由氮元素组成
C. X是由氮元素和氧元素组成D. X是由氮元素.氢元素.氧元素组成