题目内容

10．我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是c（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
（Ⅰ）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液．②丁装置的作用是吸收未反应的NH3．
（Ⅱ）另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
①实验时，须先从a管通入NH3气体（填气体分子式），再从b管通入CO2气体（填气体分子式）．
②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率．
（3）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量：称取1.840g小苏打样品（含少量NaCl），配置成250mL溶液，取出25.00mL用0.1000mol•L-1盐酸滴定，消耗盐酸21.50mL．
①实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有电子天平、250mL容量瓶．②样品中NaHCO3质量分数为0.9815．
（4）将一定质量小苏打样品（只考虑含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量．若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果偏高．（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）

分析 （1）依据题干中信息碳酸氢钠溶解度相对较小分析判断；
（2）I、①依据用盐酸制取二氧化碳时常会含有氯化氢气体分析即可解答；
②依据稀硫酸能与氨气反应分析解答；
II、①根据氨气易溶于水，从制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水分析解答；
②从装置改动后反应物的接触面积变大分析判断依据分离固体与液体采用的实验操作分析解答；
（3）准确称量固体，应用电子天平，配制溶液需要容量瓶，根据盐酸的物质的量可确定碳酸氢钠的质量，进而可计算质量分数；
（4）若蒸发过程中有少量液体溅出，蒸干后所得固体质量偏小，则小苏打含量偏大．

解答 解：（1）a．碳酸氢钠易溶于水，故a错误；
b．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故b错误；
c．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故c正确；故答案为：c；
（2）I、①利用盐酸制取二氧化碳时，因盐酸易挥发，所以，二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应不与二氧化碳反应，所以通过碳酸氢钠的溶液是可以除掉二氧化碳气体中的氯化氢气体，故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；
②实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，故答案为：吸收未反应的NH3；
II、①制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以应先通入氨气，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时，二氧化碳被充分反应，故答案为：NH3；CO2；
②装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率；
（3）①准确称量固体，应用电子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，故答案为：电子天平；250mL容量瓶；
②n（HCl）=0.0215L×0.1000mol/L=0.00215mol，
则25mL溶液中n（NaHCO3）=0.00215mol，
所以样品中m（NaHCO3）=0.00215mol×10×84g/mol=1.806g，
ω（NaHCO3）=$\frac{1.806g}{1.840g}$=98.15%=0.9815，故答案为：0.9815；
（4）如全被为碳酸氢钠，与盐酸反应后生成氯化钠，质量减小，而如全部为氯化钠时，质量基本不变，可知加热后固体质量越小，碳酸氢钠含量越大，则若蒸发过程中有少量液体溅出，蒸干后所得固体质量偏小，则小苏打含量偏高，故答案为：偏高．

点评 本题主要考查“侯氏制碱法”的反应原理、设计制备实验的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验原理以及物质的性质，难度中等题．

练习册系列答案
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5．SO2能使品红溶液褪色，体现了SO2的（　　）
A．酸性氧化物的性质B．漂白性
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1．工业上用NH3和CO2反应合成尿素．
2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（g）+H2O（g）△H1=-536.1kJ/mol

（1）该过程实际上分两步进行，第一步产生氨基甲酸铵，第二步是氨基甲酸铵脱水生成尿素．请写出第一步的反应方程式2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4．
（2）在一定条件下合成尿素，当氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$=4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示，下列说法错误的是BD（填标号）．
A．该反应在60min时达到平衡状态；
B．NH3的平衡转化率为70%；
C．增加氨碳比可进一步提高CO2的平衡转化率；
D．M点的逆反应速率v逆（CO2）大于N点的正反应速率v正（CO2）；
（3）反应2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（g）+H2O（g），在200℃时可自发向正反应进行，则升高温度，平衡常数K减小（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（4）若一定条件下得到的尿素为固体，2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g），开始在一密闭容器中充入0.1mol NH3、0.65mol CO2、0.65mol H2O（g），保持温度不变，达到平衡时，混合气体的平均摩尔质量与起始相比变小（填“变大”、“变小”、“不变”）．
（5）尿素在一定温度和压力下会部分变为NH4CNO（氰酸铵），已知25℃氨水的电离常数为1.7×10-5，氰酸HCNO的电离常数为3.3×10-4．氰酸铵水溶液中各离子的浓度大小顺序为c（CNO-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．
（6）电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图如图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极）．电解时，a极的电极反应式为CO（NH2）2-6e-+8OH-=CO32-+N2↑+6H2O，若在b极产生标况下224mL氢气，则消耗尿素0.2g．
18．如图所示，A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物

根据图回答问题：
（1）D中所含官能团的名称：羟基；
（2）反应①的化学方程式：+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+CH3COONa+CH3CH2OH+H2O；反应类型是水解反应（或取代反应）；
（3）B的分子式是：C9H10O3；其苯环上一取代，属于酯类物质的同分异构体有6种；写出其中的两种结构简式（任写两个）．
5．下列仪器的使用、实验药品选择或实验结果正确的是（　　）
A．分液漏斗中盛放液体的总体积不得超过其容量的$\frac{2}{3}$
B．某学生用广泛pH试纸测得某溶液的pH为0
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D．焰色反应实验，所用铂丝先用盐酸洗涤并在酒精灯火焰上灼烧
15．实验室对茶叶中铁元素的检验，可经以下四个步骤完成：①将茶叶灼烧灰化；②茶叶灰用浓硝酸浸取并加蒸馏水稀释；③过滤得到滤液；④用KSCN溶液进行检验．下列说法中正确的是（　　）
A．步骤①所用仪器包括蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
B．步骤②所用的浓硝酸应保存在带橡皮塞的棕色试剂瓶中
C．步骤③可以不做，改为将悬浊液静置一段时间
D．步骤④观察到溶液变红色，证明茶叶中含有Fe3+
2．X、Y、Z、W是四种短周期元素，X-和Y+具有相同的电子层结构，Z的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，W可形成两种常见的液态氢化物．下列说法正确的是（　　）
A．Y在空气中燃烧一定生成Y2O2B．Z只能形成两种含氧酸根
C．X-半径一定比Y+半径大D．W 的氢化物一定比Z的氢化物稳定
19．防止污染、改善水质的主要措施是对废气、废水进行处理．
Ⅰ．已知汽车尾气处理的反应之一：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H＜0．将0.20mol NO和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生上述反应，反应过程中部分物质的浓度变化如图1所示．

①该反应第一次达到平衡时的平衡常数为0.347L•mol-1．
②第12min时改变的条件是升温（填“升温”、“降温”），判断的依据是因反应速率加快且反应逆向移动，对放热反应而言，改变条件为升温．
③在第24min时，若保持温度不变，再向容器中充入CO和N2各0.060mol，平衡将逆向移动（填“正向”、“逆向”或“不”）．
Ⅱ．含有乙酸钠和对氯苯酚（）的酸性废水，可利用微生物电池法除去，其原理如图2所示
①A是电池的正极（填“正”或“负”）；
②酸性条件下，B极的电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+．
③设电极两边溶液分别为1L，反应一段时间后，此过程中处理的乙酸钠的质量为2.05  g，A极区溶液的pH=1．
20．在强酸性溶液中，下列离子组能大量共存且溶液为无色透明的是（　　）
A．Na+K+OH-Cl-B．Na+Cu2+SO42-NO3-
C．K+ Na+ SO42- Cl-D．Ba2+  CO32-  NO3- K+

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