摘要: 过滤.结晶等混合物分离的原理.方法及操作要领等在中考中也将有所体现.

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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晶体和NH4Cl溶液,反应的化学方程式为:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
;后分离出NaHCO3,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)操作Ⅰ、Ⅱ中,相同操作的名称为
过滤
过滤
.反应①中发生了两个反应,写出其中一个化学方程式:
NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
,反应①加适量的盐酸,适量是指
滴到无气泡放出为止
滴到无气泡放出为止

(2)检验挥发性气体C的方法
将气体通入澄清石灰水中,观察是否变浑浊
将气体通入澄清石灰水中,观察是否变浑浊

(3)上述生产流程中可循环使用的是
AB
AB
(填序号).
A.挥发性气体C;  B.溶液D; C.氢氧化镁;D.化肥NH4Cl
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
NaCl
NaCl
(写化学式).
含量测定:
实验一 实验二 实验三 实验四
固体混合物溶液质量 100g 100g 100g 100g
加入CaCl2溶液质量 10g 20g 30g 40g
生成的沉淀的质量 4g m 10g 10g
称取该纯碱样品44g固体混合物,加水配成400g溶液,平均分为四份,然后分别加入一定质量分数的CaCl2溶液,实验数据见表:
请分析表中数据回答并计算:
(1)m=
8
8
g;
(2)在实验三中,完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少?(要求写计算过程,结果保留0.1%)
总结反思:
请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为
优等
优等
品,在上述纯碱含量测定中,将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,测定误差会减小.
工业纯碱标准:(Na2CO3% )
优等品 一等品 合格品 次品
≥95 ≥80 ≥75 ≤40
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Ⅰ.纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标.下面是实验室摸拟侯氏制碱法生产原理的主要过程:
①20℃时,向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液;
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒,并不断搅拌,直到NaHCO3结晶析出完毕;
③将析出的晶体过滤,得到晶体和滤液,洗涤晶体,然后将晶体充分加热,得到Na2CO3
④向③的滤液中加入食盐细粒,析出NH4Cl晶体,过滤,得到NH4Cl.
(1)请写出步骤②和③的化学方程式.
②:
 

③:
 

(2)侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥.该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体
 
(写化学式,下同),此气体可使紫色石蕊试液变蓝,以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子.若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵,常用的试剂是
 
溶液,请比较这两种氮肥中氮元素的质量分数:氯化铵
 
硝酸铵(选填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠,现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等固定用装置已略去).
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实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为83.4g;
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中;
④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6g.
试回答:
(1)鼓入空气的目的是
 
,装置A中试剂X最适宜选用
 

(2)若没有C装置,则会导致测定结果
 
(填“偏大”或“偏小”).
(3)E装置的作用是
 

(4)请根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数.(要求:写出计算过程,结果保留一位小数)
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Ⅰ.纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标.下面是实验室模拟侯氏制碱法生产原理的主要过程:
①20℃时,向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液;
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒,并不断搅拌,直到NaHCO3结晶析出完毕;
③将析出的晶体过滤,得到晶体和滤液,洗涤晶体,然后将晶体充分加热,得到Na2CO3,同时生成的CO2可以循环利用;
④向③的滤液中加入食盐细粒,析出NH4Cl晶体,过滤,得到NH4Cl.
(1)请写出步骤②和③的化学方程式.
②:
 
;③:
 

(2)侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥.该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体
 
(写化学式,下同),此气体可使紫色石蕊试液变蓝,以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子.若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵,常用的试剂是
 
溶液.
Ⅱ.侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠,现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等固定用装置已略去).
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实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为83.4g;
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中;
④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6g.
试回答:
(1)鼓入空气的目的是
 
,装置A中试剂X最适宜选用
 

(2)若没有C装置,则会导致测定结果
 
(填“偏大”或“偏小”).
(3)E装置的作用是
 

(4)请根据实验中测得的有关数据,纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
 
(结果保留一位小数 ).
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Ⅰ.纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标.下面是实验室摸拟侯氏制碱法生产原理的主要过程:
①20℃时,向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液;
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒,并不断搅拌,直到NaHCO3结晶析出完毕;
③将析出的晶体过滤,得到晶体和滤液,洗涤晶体,然后将晶体充分加热,得到Na2CO3
④向③的滤液中加入食盐细粒,析出NH4Cl晶体,过滤,得到NH4Cl.
(1)请写出步骤②和③的化学方程式.
②:________;
③:________.
(2)侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥.该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体________(写化学式,下同),此气体可使紫色石蕊试液变蓝,以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子.若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵,常用的试剂是________溶液,请比较这两种氮肥中氮元素的质量分数:氯化铵________硝酸铵(选填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠,现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等固定用装置已略去).

实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为83.4g;
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中;
④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6g.
试回答:
(1)鼓入空气的目的是________,装置A中试剂X最适宜选用________.
(2)若没有C装置,则会导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”).
(3)E装置的作用是________.
(4)请根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数.(要求:写出计算过程,结果保留一位小数)

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Ⅰ.纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标。下面是实验室摸拟侯氏制碱法生产原理的主要过程:
①20℃时,向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液;
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒,并不断搅拌,直到NaHCO3结晶析出完毕;
③将析出的晶体过滤,得到晶体和滤液,洗涤晶体,然后将晶体充分加热,得到Na2CO3; ④向③的滤液中加入食盐细粒,析出NH4Cl晶体,过滤,得到NH4Cl。
(1)请写出步骤②和③的化学方程式。 ②:__________; ③:____________。
(2)侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥。该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体 _____________(写化学式,下同),此气体可使紫色石蕊试液变蓝,以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子。若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵,常用的试剂是____________溶液,请比较这两种氮肥中氮元素的质量分数:氯化铵___________硝酸铵(选填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠,现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等固定用装置已略去)。

实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为83.4g;
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中;
④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为85.6g。
试回答:
(1)鼓入空气的目的是_______________,装置A中试剂X最适宜选用_____________。
(2)若没有C装置,则会导致测定结果______________ (填“偏大”或“偏小”)。
(3)E装置的作用是 _________________。
(4)请根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数。(要求:写出计算过程,结果保留一位小数)

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