题目内容
【题目】侯德榜是我国著名的工业化学家,又是一个伟大的爱国者,他所发明的制碱法为中国化学工业乃至世界化学工业做出了重要的贡献,被誉为“侯氏制碱法”。请你回答以下问题:
(1)某同学为了验证NaHCO3和Na2CO3的稳定性,设计了如图的实验装置(铁架台、夹持仪器、加热装置等已省略):
你认为在X中应放的物质是__(填化学式)。
(2)某化学研究性学习小组在老师的指导下,模拟侯德榜先生制碱原理设计了如图的实验装置。
①写出有关仪器的名称:a__,b__。
②实验的操作步骤中,你认为打开旋塞K1、K2的合理顺序应为先打开__,后打开__(填字母代号)。简述理由___。
③在盛饱和食盐水的装置中发生反应的离子方程式为__;装置中气胆的作用是__。
【答案】NaHCO3 分液漏斗 圆底烧瓶 K1 K2 氨气在水中溶解度很大(1∶700),先通氨气,有利于二氧化碳的充分吸收,可提高制碱的效率 Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+ 平衡装置内外压强,存储剩余气体
【解析】
侯氏制碱法的流程是在氯化钠溶液先通入氨气,再通入CO2,因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,有碳酸氢钠沉淀生成,经过滤洗涤干燥后,再将碳酸氢钠加热分解可得纯碱,同时生成的CO2循环利用。
(1)碳酸钠比碳酸氢钠稳定,可选择间接加热的方法来比较两种盐的稳定性;
(2)①根据实验装置判断仪器名称;
②侯氏制碱法的原理是先通氨气,再通CO2,利用氨气溶于水形成碱性溶液,更有利于CO2的溶解;
③饱和食盐水中先通氨气,再通CO2,生成了溶解度更小的碳酸氢钠,反应方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,据此回答问题。
(1)Y是直接加热的固体,可选择碳酸钠,X是间接加热的固体,为碳酸氢钠,这样实验时直接加热的碳酸钠不分解,间接加热的碳酸氢钠发生分解,可知碳酸钠比碳酸氢钠稳定;
(2)①a为分液漏斗,b为圆底烧瓶;
②侯氏制碱法的原理是先通氨气,再通CO2,所以应先打开K1,再打开K2,原因是氨气溶于水形成碱性溶液,更有利于CO2的溶解,可提高制碱的效率;
③饱和食盐水中先通氨气,再通CO2,生成了溶解度更小的碳酸氢钠,反应方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+;装置中气胆的作用是平衡内外压强,存储剩余气体。
【题目】利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程,回答下列问题:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等;②沉淀I中只含有两种沉淀;③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子反应方程式为_________________。
(2)NaClO3在浸出液中发生的离子反应方程式为______________。
(3)加入Na2CO3调PH至5.2,目的是________;萃取剂层含锰元素,则沉淀II的主要成分为_____。
(4)操作I包括:将水层加入浓盐酸调整PH为2-3,______、_____、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,过滤、洗涤、干燥,测沉淀质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O质量分数大于100%,其原因可能是_____(回答一条原因即可)。