纯碱在日常生活和化学工业中用途很广.如用于硬水软化.洗涤剂生产.食品加工.石油精炼.粗盐精制.玻璃制造等领域．工业上以食盐.氨气和二氧化碳为主要原料生产纯碱．其流程如下:(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+.Mg2+等沉淀.可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤.该� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．纯碱在日常生活和化学工业中用途很广，如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域．工业上以食盐、氨气（主要由合成氨厂提供）和二氧化碳为主要原料生产纯碱．其流程如下：

（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤，该操作中所用的仪器有铁架台（带铁圈）、烧杯等，还需要使用的仪器有漏斗、玻璃棒，溶液中多余的纯碱可以加盐酸试剂来除去．
（2）上述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大．整个过程中循环利用的物质是NH₃、CO₂和NaCl（用化学式表示）．
（3）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不得少于4.48×10⁷ L（不考虑二氧化碳的回收利用）．

分析（1）根据过滤的原理分析，难溶物呈溶液中分离出的方法是过滤，根据过滤使用的仪器有滤纸、铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒等分析还需要使用的仪器，根据碳酸钠的化学性质和除杂的原理，提纯的是氯化钠，可以加盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
（2）根据碳酸钠、碳酸氢钠的溶解度不同分析判断；整个过程中循环利用的物质是NH₃、CO₂和NaCl；
（3）根据制备碳酸氢钠的化学方程式计算分析判断．

解答解：（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤，过滤时用漏斗做过虑器，烧杯用来盛母液和过虑后的液体，玻璃棒用来引流；铁架台用来固定漏斗，所以还需要使用的仪器有漏斗、玻璃棒，在滤液中加入盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠，不引入新的杂质，
故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒；盐酸；
（2）述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，是因为碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大，所以不析出碳酸钠晶体；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳和水、碳酸钠，制得纯碱的同时生成二氧化碳，氨盐水碳酸化滤液加入氯化钠，可得氯化铵和氯化钠溶液，二氧化碳和氨气、氯化钠是制纯碱的原料，所以可以循环利用的物质为二氧化碳和氨气、氯化钠，
故答案为：碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；NH₃、CO₂和NaCl；
（3）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不考虑二氧化碳的回收利用，可以根据化学方程式计算得到：
NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；分析得到计算关系为：
2CO₂～2NaHCO₃～Na₂CO₃；
88 106
88吨 106吨
所以二氧化碳物质的量=$\frac{88×1{0}^{6}g}{44g/mol}$=2×10⁶mol；
二氧化碳气体的体积V=2×10⁶mol×22.4L/mol=4.48×10⁷L
故答案为：4.48×10⁷．

点评本题考查了纯碱工业制取的工业流程分析，过程特征性质的应用，化学方程式的计算应用，方法过程的比较分析判断，掌握工业生产流程和注意问题是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案

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