【题目】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。

(产品与原理)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NH3CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3NH4Cl的混合物,反应为:NaCl(饱和)+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl;分离出NaHCO3晶体,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)氨碱工业最关键的一步是:在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是:________。流程中加入过量氢氧化钠目的是________。操作II的名称叫________

2)反应①中发生了两个反应,写出其中的一个化学方程式:________________

3)反应③中得到纯碱的化学方程式为:_________________________________

4)上述生产流程中可循环使用的是________(填序号)。

A 气体C B 溶液D C 氢氧化镁 D 化肥NH4Cl

5)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时。为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?_________

(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________(写化学式)。

3)某研究性学习小组对刚生产出的纯碱产品进行检测。取22克该样品于烧杯中,加水将其溶解,然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡。

首先发生的反应是:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;然后发生的反应是:NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2

在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示。

请你根据图甲提供的信息,计算出反应产生的二氧化碳的质量________;计算该样品中纯碱的质量分数________(计算结果用百分数表示,保留到小数点后一位)

【题目】兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。

探究1:反应产生的气体是什么?

(作出猜想)小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有_____三种元素,作出如下猜想:

氢气;二氧化碳;氢气和二氧化碳。

(实验1)取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按如图1所示方案进行实验,B中石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想正确。

1)反应装置A应选用图2中的_____(填写序号)。

2)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是_____

探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么?

(查阅资科)镁与水缓慢反应生成氢气:Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+CO32外,还有OH+

(作出猜想)可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。

(实验2)按图3所示方案进行实验。GI中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是CO32而不是Na+OH促进了镁与水的反应。

1G中实验的作用是_____

2)试剂X_____

探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3

(实验3)取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3.试剂Y及实验现象为_____,该反应的化学方程式为_____

反思交流:有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发,通过深入研究而实现的。

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