题目内容
侯氏制碱法原理是:将NH3和CO2气体通入饱和食盐水中即可获得NaHCO3和NH4Cl 的混合物,然后分离出 NaHCO3 再加热制得纯碱.其流程如下:参照下表:
| 物质 | CO2 | NH3 | NaHCO3 | NH4Cl | NaCl |
| 溶解度(20℃) | V水:V二氧化碳=1:1 | V水:V氯气=1:700 | 9.6g | 37.2g | ag |
(l)气体A、B依次是
A、CO2,NH3 B、NH3,CO2 C、任何顺序都可以
(2)写出(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤总的化学反应方程式:
(3)操作(Ⅲ)的名称是:
(4)经步骤(Ⅲ)所得液体中含有的盐为(写化学式):
(5)每当通入NH344.8L(已折合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0g,则NH3的利用率为
分析:(1)根据制取纯碱的原理:向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳;
(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤中NaCl、NH3、CO2和水反应生成NH4Cl和NaHCO3晶体,由于先析出NaHCO3晶体,所以NaCl的溶解度大于NaHCO3;
(3)操作(Ⅲ)是分离固体和液体的混合物的操作,根据操作分析所用仪器;
(4)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤总的化学反应方程式判断溶液的成分;
(5)依据反应的化学方程式计算,根据反应生成碳酸钠的质量计算实际消耗氨气的物质的量,得到氨气的利用率.
(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤中NaCl、NH3、CO2和水反应生成NH4Cl和NaHCO3晶体,由于先析出NaHCO3晶体,所以NaCl的溶解度大于NaHCO3;
(3)操作(Ⅲ)是分离固体和液体的混合物的操作,根据操作分析所用仪器;
(4)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤总的化学反应方程式判断溶液的成分;
(5)依据反应的化学方程式计算,根据反应生成碳酸钠的质量计算实际消耗氨气的物质的量,得到氨气的利用率.
解答:解:(1)根据制取纯碱的原理:向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳;故答案为:B;
(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤中NaCl、NH3、CO2和水反应生成NH4Cl和NaHCO3晶体,其反应方程式为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;由于先析出NaHCO3晶体,所以NaCl的溶解度大于NaHCO3,即a>9.6,
故答案为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;>;
(3)操作(Ⅲ)是分离固体和液体的混合物的操作,所以是过滤,操作时所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,
故答案为:过滤;烧杯、玻璃棒、漏斗;
(4)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤总的化学反应方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;经步骤(Ⅲ)所得液体中含有的盐为NaHCO3、NH4Cl,经过结晶可以得到NH4Cl;
故答案为:NaHCO3、NH4Cl;结晶;
(5)联碱法中发生的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑;每当通入NH3 44.8L(已折合成标准状况下)物质的量为2mol;生产过程中得到纯碱100.0g,物质的量为
=
mol;需要氨气的物质的量为
×2=
mol;则NH3的利用率=
×100%=94.34%,
故答案为:94.34%.
(2)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤中NaCl、NH3、CO2和水反应生成NH4Cl和NaHCO3晶体,其反应方程式为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;由于先析出NaHCO3晶体,所以NaCl的溶解度大于NaHCO3,即a>9.6,
故答案为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;>;
(3)操作(Ⅲ)是分离固体和液体的混合物的操作,所以是过滤,操作时所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,
故答案为:过滤;烧杯、玻璃棒、漏斗;
(4)(Ⅰ)和(Ⅱ)步骤总的化学反应方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;经步骤(Ⅲ)所得液体中含有的盐为NaHCO3、NH4Cl,经过结晶可以得到NH4Cl;
故答案为:NaHCO3、NH4Cl;结晶;
(5)联碱法中发生的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑;每当通入NH3 44.8L(已折合成标准状况下)物质的量为2mol;生产过程中得到纯碱100.0g,物质的量为
| 100g |
| 106g/mol |
| 50 |
| 53 |
| 50 |
| 53 |
| 100 |
| 53 |
| ||
| 2mol |
故答案为:94.34%.
点评:本题考查了侯氏制碱法生产流程的原理及物质分析判断,纯碱制备的条件应用和产物的提纯析出,反应过程中反应的原理分析和物质来源是解题的关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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侯氏制碱法原理是:将NH3和CO2气体通入饱和食盐水中即可获得NaHCO3和NH4Cl的混合物,然后分离出NaHCO3再加热制得纯碱。其流程如下:
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参照下表:
| 物质 | CO2 | NH3 | NaHCO3 | NH4Cl | NaCl |
| 溶解度(20℃) | V水:V 二氧化碳=1:1 | V水:V氨气=1:700 | 9.6g | 37.2g | a g |
回答下列问题:
(1)气体A、B依次是:( )
A、CO2 ; NH3 B、 NH3 ;CO2 C、任何顺序都可以
(2)写出(I)和(II)步骤总的化学反应方程式:
。
由反应原理可知,a 9.6(填“<”、“>”或“=” )
(3)操作(III)的名称是: ,化学实验室进行该操作用到的玻璃仪器有: 。
(4)经步骤(III)所得液体中含有的盐为(写化学式): 。经过 (填操作名称)后可以得到化肥。
(5)每当通入NH3 44.8L(已折合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0g,则NH3的利用率为 。