Question

Na₂CO₃的制取方法及综合探究
（1）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：
①向饱和食盐水中依次通入足量的NH₃、CO₂（氨碱法），而不先通CO₂再通NH₃的原因是

 

②从生产流程图可知，可循环利用的物质是

 

③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式

 

（2）如何用CO₂和50mL 2mol?L^-1NaOH溶液制取50mL 1mol?L^-1Na₂CO₃溶液？
①写出简要的实验步骤

 

②写出有关反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：纯碱工业（侯氏制碱法）,制备实验方案的设计

专题：

分析：（1）①从CO₂在水中打的溶解度不大、而NH₃极易溶于水来分析；
②联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠，反应式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，沉淀池中得到的为碳酸氢钠，加热分解生成碳酸钠、水和CO₂；
③饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体；高温下，碳酸氢钠不稳定易分解；
（2）①由于CO₂气体在通入NaOH溶液过程中极易生成NaHCO₃，且无明显现象，而NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，据此分析；
②根据配制过程来写出化学方程式．

解答： 解：（1）①氨气极易溶于水，而二氧化碳微溶于水，先通入氨气，溶液呈碱性，再通入二氧化碳气体可之更多地转化为HCO₃^-，故答案为：因为NH₃极易溶于水且溶液呈弱减性，再通入CO₂使之更多地转化为HCO₃^-；
②在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物，可以循环利用，故答案为：CO₂；
③在沉淀池氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；碳酸氢钠不稳定，在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案为：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）①由于CO₂气体在通入NaOH溶液过程中极易生成NaHCO₃，且无明显现象，而NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，故可以取25 mL NaOH溶液通入过量的CO₂气体使其转化为NaHCO₃，
在排出二氧化碳后，然后在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使溶液充分混合即得纯的碳酸钠．
故答案为：a、取25 mL NaOH溶液通入过量的CO₂气体，至CO₂不再溶解；　　
b、小心煮沸溶液1～2分钟，排出溶液中溶解的CO₂气体；
c、在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使溶液充分混合即得纯的碳酸钠；
②根据实验步骤可知，在NaOH溶液通入过量的CO₂气体时发生反应：NaOH+CO₂=NaHCO₃；
得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液时，发生反应：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
故答案为：NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

点评：本题考查较为综合，涉及食盐的工业应用，注意把握工业制备原理和操作流程，结合物质的性质解答该题，牢固把握相关基础知识是解答该类题目的关键，题目难度不大．