题目内容

我国制碱工业的先驱——侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+C02+NaCl+H20=NH4CI+NaHCO3(晶体),依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。

(1)A装置中所发生反应的离子方程式为                                                
C装置中稀硫酸的作用为                                                            
(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水);

参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是                                
(3)该校学生在检查完此套装置的气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出
应在      装置之间(填写字母)连接一个盛有        的洗气装置,其作用               
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g,则NaHCO3的产率为                        

(1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染
(2)温度越低,碳酸氢钠溶解度越小,越有利于析出
(3)AB;饱和碳酸氢钠溶液;除去二氧化碳气体中的氯化氢气体 (4)60%

解析试题分析:(1)A装置是指取二氧化碳气体的装置,是碳酸钙和盐酸发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳;反应的离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;C装置稀硫酸是尾气处理装置吸收过量的氨气,防止污染环境;
(2)B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的饱和溶液,通入二氧化碳气体会发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,依据图标分析可知温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,所以温度越低越有利于碳酸氢钠的晶体析出;
(3)二氧化碳气体中含有氯化氢气体,通入后和氨气反应不能生成碳酸氢钠,所以得不到碳酸氢钠晶体,因此需要加一个洗气装置用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体;
(4)饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,依据化学方程式计算NH3+CO2+NaCl+H2O═NH4Cl+NaHCO3(晶体),理论得到碳酸氢钠质量为8.4g:实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则碳酸氢钠的产率=×100%=60%。
考点:考查侯氏制碱的反应原理和实验设计和操作,产率计算

练习册系列答案
相关题目

大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl,可用下述方法处理该废液,回收盐酸,制备氧化铁涂料。

(1)单质X的化学式是                       
(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为:
                                                     
                                                     
                                                     
(3)某种铁红涂料的成分中,除含有Fe2O3外,还添加有CuO或FeO中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。
①提出合理假设
假设1:添加了CuO。   假设2:添加了FeO。
②基于假设        (填“1”或“2”),设计实验方案,进行实验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂:铁粉、3mol?L1H2SO4、0.01 mol?L1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液

操作步骤
预期现象和结论
步骤1.取少量样品于试管中,_________________
____________________________________________
 
___________________________
步骤2.
____________________________________________
 
___________________________
 
(4)用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。请计算:用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸?(写出计算过程,结果可用数学表达式表示,不必化简)。

(14分)钠的化合物在工农业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用,其中Na2O2常用作漂白剂和潜水艇中的供氧剂。Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如下实验,实验步骤和现象如下。

步骤1:按下图组装仪器(图中夹持仪器省略)并检查装置的气密性,然后装入药品;
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气在流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中,没有观察到任何现象;
步骤3:检验完H2的纯度后,点燃酒精灯加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2逐渐熔化,淡黄色的粉末慢慢变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色;
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
根据以上信息回答下列问题:
(1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查K2之前装置气密性的方法     ;利用A装置制备气体的优点是      (写出1点即可);实验室利用A装置还可以制备的气体是    (写出1种即可)。
(2)盛装CuSO4药品的仪器名称是    ;B装置的作用是         
(3)必须检验氢气纯度的原因是                 
(4)设置装置D的目的是          
(5)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为            

(18分)实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3),称取此混合物5.0g,溶于水中,配成250mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCO3、CO32完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w (Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCO3、CO32完全转化为沉淀,应选用的试剂是___________ (填编号)。

A.CaCl2溶液B.MgSO4溶液C.NaCl溶液D.Ba(OH)2溶液
(2) 简述证明HCO3、CO32已完全沉淀的实验操作_________________________。
(3) 过滤,提取沉淀,则过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有________________________。
(4) 将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为mg,由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则测得w (Na2CO3)________________(填偏大或偏小、无影响)。
方案二:量气法。量取10.00mL配制好的溶液与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃,1.01×105Pa)的体积,由此计算混合物中w (Na2CO3)。
(1)装置中导管a的作用是                    
(2)反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意:
①_______________________________,
②_________________________________,
③眼睛视线与液面最低处相平。

(3)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则 产生CO2的体积为    mL。
方案三:滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞试剂,摇匀,用0.2000 mol/L盐酸进行滴定到终点(已知终点时反应H++CO32- =HCO3-恰好完全)。重复此操作2次,消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液,应选择_______________仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是_____________________。
(3)此法测得w(Na2CO3)=                  %。

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