题目内容
【题目】侯德榜是我国著名科学家,1933年出版《纯碱制造》一书,创立了中国自己的制碱工艺。其纯碱制造原理如下图所示:
(1)由NaHCO3制备纯碱的化学方程式是_________________。
(2)过程Ⅰ通入NH3和CO2的顺序是__________________。
(3)过程Ⅱ析出NH4Cl(s)的原因是_____________。
(4)充分利用副产品NH4Cl生产NH3和HCl。直接加热分解NH4Cl,NH3和HCl的产率往往很低,原因是________________。
(5)采用MgO循环分解NH4Cl。加热,在300℃以下获得NH3;继续加热至350℃~600℃获得HCl气体。利用下列装置(加热及加持装置略)可测量NH3和HCl的产率。
① 低于300℃时,干燥管盛装的干燥剂是_________。NH3吸收完全后,更换干燥剂和吸收装置中的吸收液。
② 产生NH3的化学反应方程式是_________________。
③ 在350℃~600℃,上图虚线框内应选择的安全瓶是________。
④ MgO可以循环分解NH4Cl制得NH3和HCl的原因是____________(结合化学方程式解释)。
【答案】(1)2NaHCO3Na2CO3 +H2O + CO2↑
(2)先通NH3,后通CO2
(3)NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl-(aq),增大c(Cl-),平衡左移,促进氯化铵析出;
(4)NH3 + HCl = NH4Cl
(5)① 碱石灰;② MgO + 2NH4Cl 2NH3↑+ MgCl2 + H2O↑ ;③ c ;④ 因为MgO+2NH4Cl 2NH3↑+MgCl2+ H2O↑, 而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl↑;Mg(OH)2受热生成MgO,Mg(OH)2MgO+H2O,所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl。
【解析】
试题分析:(1)NaHCO3受热分解生成碳酸钠,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3 +H2O + CO2↑,故答案为:2NaHCO3Na2CO3 +H2O + CO2↑;
(2)氨气易溶于水,二氧化碳在水中溶解度较小,因此过程Ⅰ应该先通入NH3后通入CO2,故答案为:先通NH3,后通CO2 ;
(3)NH4Cl溶液中存在NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl-(aq),加入氯化钠固体,c(Cl-)增大,平衡左移,促进氯化铵析出,故答案为:NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl-(aq),增大c(Cl-),平衡左移,促进氯化铵析出;
(4)充分利用副产品。直接加热NH4Cl生产NH3和HCl,温度降低后NH3和HCl又化合生成氯化铵,导致产率往往很低,故答案为:NH3 + HCl = NH4Cl;
(5)① 低于300℃时获得NH3,干燥管应该盛装碱石灰,故答案为:碱石灰;
② 根据题意,氧化镁和氯化铵加热时生成了氨气,同时生成氯化镁和水,反应的化学反应方程式为MgO + 2NH4Cl 2NH3↑+ MgCl2 + H2O↑,故答案为:MgO + 2NH4Cl 2NH3↑+ MgCl2 + H2O↑;
③ 氯化氢极易溶于水,安全瓶可以选择c装置,防止倒吸,影响实验,故答案为:c;
④ 因为MgO+2NH4Cl 2NH3↑+MgCl2+ H2O↑,而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl↑;Mg(OH)2受热生成MgO,Mg(OH)2MgO+H2O,所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl,故答案为:因为MgO+2NH4Cl 2NH3↑+MgCl2+ H2O↑,而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl↑;Mg(OH)2受热生成MgO,Mg(OH)2MgO+H2O,所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl。