题目内容

纯碱（化学式为Na2CO3）是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺：
一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱，该法分三步：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料，其反应也分三步进行：
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
（1）通过三种方法的比较，布兰制碱法工艺的缺点有                                           (写两点)。
（2）氨碱法工艺的中循环利用的物质是        (填化学式)；产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式          。
（3）候氏制碱法反应的方程式为                                           。
（4）为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳。理由是                                                     (写两点)。
（5）候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，用m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量。则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：                          。
（1）生产时需要高温；硫酸对设备腐蚀严重；CaS废弃物长期堆积臭气四溢；成本较高。(4分，答出以上任意两点各2分，其他合理答案均给分)
（2）CO2(1分)    2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O(2分)
（3）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(2分)
（4）CO2在水中的溶解度较小，吸收率低；后通入CO2保证全部生成NaHCO3(4分，答出以上任意两点各2分，其他合理答案均给分)
（5）(2分)

试题分析：（1）布兰制碱法工艺的缺点有焦炭还原硫酸钠时需要高温；硫酸对设备腐蚀严重；CaS废弃物长期堆积臭气四溢；成本较高等；
（2）从化学方程式中得出氨碱法工艺的中循环利用的物质是CO2；氯化铵与生石灰反应生成氨气、氯化钙、水，化学方程式为2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O；
（3）候氏制碱法的原理是向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，所以化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ；
（4）因为二氧化碳在水中的溶解度较小，不易生成碳酸氢钠，所以先通入氨气，使溶液呈碱性，再通入二氧化碳可增大二氧化碳的吸收量从而生产碳酸氢钠；
（5）碳酸氢钠受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，最终该固体为碳酸钠，所以质量减轻（m1-m2）g，每消耗168g碳酸氢钠，固体质量减轻62g，所以固体中碳酸氢钠的质量是168（m1-m2）/62g,所以样品中碳酸氢钠的质量分数是168（m1-m2）/62/m=。
练习册系列答案
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化学反应NaOH+HCl==NaCl+H2O属于
A．化合反应B．分解反应C．复分解反应D．置换反应
（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)=                  %。
对于实验Ⅰ～Ⅳ的实验现象预测正确的是
A．实验Ⅰ：逐滴滴加盐酸时，试管中立即产生大量气泡
B．实验Ⅱ：充分振荡后静置，下层溶液为橙红色，上层无色
C．实验Ⅲ：从饱和食盐水中提取NaCl晶体
D．装置Ⅳ：酸性KMnO4溶液中有气泡出现，且溶液颜色会逐渐变浅直至褪去
某些资料认为：NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：

假设Ⅰ．过氧化钠氧化二氧化氮
假设Ⅱ．二氧化氮氧化过氧化钠
（1）小组甲同学设计实验如下：
①试管A中反应的化学方程式是         。
②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量 Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是        。
③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。得出结论：假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是       。
（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化。
查阅资料：① 2NO+Na2O2＝2NaNO2
②6NaNO2+3H2SO4＝3Na2 SO4+ 2HNO3+4NO↑+2H2O；
③酸性条件下，NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+
丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①B中观察到的主要现象是          ，F装置的作用是         。
②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是        。
③充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是        。
有3份等质量的小苏打，第1份直接与盐酸恰好完全反应；第2份首先加热，使其部分分解后，再与盐酸恰好完全反应；第3份首先加热，使其完全分解后，再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同，消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3，则V1、V2和V3的大小关系正确的是(  )。
A．V1>V2>V3B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1D．V1＝V2＝V3
下列说法不正确的是(　　)。
A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C．乙醇可与金属钠反应放出氢气
D．金属钠着火时，可用细沙覆盖灭火
某固体物质只含有钠和氧两种元素，将它放在足量的水中产生两种气
体，这两种气体又可以在一定条件下反应生成水。则原固体物质的组成是(　　)
A．Na2O2与Na2OB．Na和NaOH
C．Na2O2和NaD．Na和Na2O
某同学对Na2O2和CO2反应后的所得固体进行研究。下列实验方案中不能测得固体中Na2CO3的质量分数的是(　　)
A．取a克混合物与足量的稀盐酸充分反应，将反应后的固体加热蒸干、灼烧得到b克固体
B．取a克混合物与足量的稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
C．取a克混合物与足量的BaCl2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干得到b克固体
D．取a克混合物与足量的水反应，加热，使气体完全逸出，冷却至室温测得气体体积为V L(标况)

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