题目内容
Ⅰ．现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：
已知NaHCO3在低温下溶解度较小．反应Ⅰ为：NaCl+CO2+NH3+H2O
NaHCO3↓+NH4Cl，处理母液的两种方法如下：
（1）向母液中加入石灰乳，可将其中 循环利用．
（2）向母液中通入NH3，加入细小的食盐颗粒并降温，可得到NH4Cl晶体．试写出通入NH3后，溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 ．
Ⅱ．某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成Na2CO3．
（1）装置丙中冷水的作用是 ；
（2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有 、洗涤、灼烧．NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为 ；
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究．
取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示．
则曲线a对应的溶液中的离子是 （填离子符号下同）；曲线c对应的溶液中的离子是 ；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是 ；
（4）若取21.0g NaHCO3固体，加热了t2 rnin后，剩余固体的质量为l4.8g．如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol?L-1的盐酸中，则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为 （设溶液体积变化忽略不计）
已知NaHCO3在低温下溶解度较小．反应Ⅰ为：NaCl+CO2+NH3+H2O
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（1）向母液中加入石灰乳，可将其中
（2）向母液中通入NH3，加入细小的食盐颗粒并降温，可得到NH4Cl晶体．试写出通入NH3后，溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式
Ⅱ．某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图1所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成Na2CO3．
（1）装置丙中冷水的作用是
（2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究．
取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示．
则曲线a对应的溶液中的离子是
（4）若取21.0g NaHCO3固体，加热了t2 rnin后，剩余固体的质量为l4.8g．如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol?L-1的盐酸中，则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为
考点：纯碱工业（侯氏制碱法）
专题：实验题,实验设计题
分析：I、（1）根据流程可知，母液中含有氯化铵，加入石灰乳后可以生成氨气；
（2）根据氨水电离成铵根和氢氧根离子，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析，溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠．
II、（1）温度越低，NaHCO3的溶解度越小；
（2）装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠；NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解；
（3）混合物是碳酸钠和碳酸氢钠，滴入盐酸发生反应CO32-+H+=HCO3-；HCO3-+H+=CO2↑+H2O；依据图象分析碳酸根离子减小，碳酸氢根离子增多；
（4）依据反应前后质量变化是碳酸氢钠分解的原因，依据反应前后质量变化计算反应的碳酸氢钠和生成的碳酸钠，结合试样质量计算剩余碳酸氢钠，计算得到混合物反应消耗的氢离子得到．
（2）根据氨水电离成铵根和氢氧根离子，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析，溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠．
II、（1）温度越低，NaHCO3的溶解度越小；
（2）装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠；NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解；
（3）混合物是碳酸钠和碳酸氢钠，滴入盐酸发生反应CO32-+H+=HCO3-；HCO3-+H+=CO2↑+H2O；依据图象分析碳酸根离子减小，碳酸氢根离子增多；
（4）依据反应前后质量变化是碳酸氢钠分解的原因，依据反应前后质量变化计算反应的碳酸氢钠和生成的碳酸钠，结合试样质量计算剩余碳酸氢钠，计算得到混合物反应消耗的氢离子得到．
解答：
解：I、（1）根据题中反应流程可知，过滤后得到的母液中含有氯化铵，母液中加入石灰乳后，反应生成氨气，氨气可以在反应流程中循环利用，故答案为：NH3；
（2）氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根和氢氧根离子，增加NH4+的浓度，有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向进行，溶液碱性增强，并将NaHCO3转化为Na2CO3而不析出，可以提高氯化铵的纯度，反应的离子方程式为HCO3-+NH3=NH4++CO32-，故答案为：HCO3-+NH3=NH4++CO32-；
II、（1）NaHCO3的溶解度随着温度的降低而减小，故用冷水可以使溶液冷却，降低NaHCO3的溶解度，使之更易析出，故答案为：冷却，使NaHCO3晶体析出；
（2）由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为，NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；制取Na2CO3时需要过滤得到晶体，洗涤后加热灼烧得到碳酸钠；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水，反应为：2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑，
故答案为：过滤； 2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑；
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究．取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，发生反应 CO32-+H+=HCO3-； HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有关离子的物质的量的变化为：碳酸根离子减小，碳酸氢根离子浓度增大，当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子，再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳，碳酸氢根离子减小，在此过程中，Na+不参与反应，浓度一直不变，故a曲线表示的是Na+浓度的变化；所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化；碳酸根离子浓度0.2mol/L；碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L；样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1：2；
故答案为：Na+；HCO3-；1：2；
（4）若取21g NaHCO3固体物质的量=
=0.25mol，加热了t1min后，剩余固体的质量为14.8g．
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m
2 1 62
0.2mol 0.1mol 21g-14.8g
反应后NaHCO3物质的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；消耗氯化氢物质的量0.05mol；
Na2CO3物质的量=0.1mol，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，消耗氯化氢物质的量0.2mol；剩余氯化氢物质的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol，剩余溶液中c（H+）=
=0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L．
（2）氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根和氢氧根离子，增加NH4+的浓度，有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向进行，溶液碱性增强，并将NaHCO3转化为Na2CO3而不析出，可以提高氯化铵的纯度，反应的离子方程式为HCO3-+NH3=NH4++CO32-，故答案为：HCO3-+NH3=NH4++CO32-；
II、（1）NaHCO3的溶解度随着温度的降低而减小，故用冷水可以使溶液冷却，降低NaHCO3的溶解度，使之更易析出，故答案为：冷却，使NaHCO3晶体析出；
（2）由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为，NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；制取Na2CO3时需要过滤得到晶体，洗涤后加热灼烧得到碳酸钠；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水，反应为：2NaHCO3
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故答案为：过滤； 2NaHCO3
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（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究．取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，发生反应 CO32-+H+=HCO3-； HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有关离子的物质的量的变化为：碳酸根离子减小，碳酸氢根离子浓度增大，当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子，再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳，碳酸氢根离子减小，在此过程中，Na+不参与反应，浓度一直不变，故a曲线表示的是Na+浓度的变化；所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化；碳酸根离子浓度0.2mol/L；碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L；样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1：2；
故答案为：Na+；HCO3-；1：2；
（4）若取21g NaHCO3固体物质的量=
| 21g |
| 84g/mol |
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m
2 1 62
0.2mol 0.1mol 21g-14.8g
反应后NaHCO3物质的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；消耗氯化氢物质的量0.05mol；
Na2CO3物质的量=0.1mol，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，消耗氯化氢物质的量0.2mol；剩余氯化氢物质的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol，剩余溶液中c（H+）=
| 0.15mol |
| 0.2L |
故答案为：0.75mol/L．
点评：本题考查了工业制纯碱的原理分析，生产过程中的物质变化，混合物成分的分析判断和计算应用，实验过程分析，除杂操作，尾气吸收，图象定量分析判断，题目难度中等．
练习册系列答案
阳光课堂课时优化作业系列答案
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尼龙是某种合成有机高分子化合物，已知尼龙-66的结构简式为
，
其单体的结构简式应为（ ）
，其单体的结构简式应为（ ）
| A、HOOCCH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH和H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 |
| B、HOOCCH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH和H2NCH2CH2CH2CH2NH2 |
| C、HOOCCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 |
| D、HOOCCH2CH2CH2CH2COOH和H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2 |
下列叙述正确的是（ ）
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