题目内容

纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题:
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式:___________________________。
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式:_______________________
(3)CO2是制碱工业的重要原料,“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同?_______________________。
(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应列出计算原子利用率的表达式:原子利用率(%)=_________________。

(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2
(3)“联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂,“氨碱法”中的CO2来源于煅烧石灰石
(4)×100%=49.77%

解析

练习册系列答案
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纯碱(化学式为Na2CO3)是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺:
一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱,该法分三步:
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠:2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl;
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠:Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠:Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料,其反应也分三步进行:
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠,再加入细盐末,因同离子效应,低温氯化铵溶解度突然降低,而食盐的溶解度变化不大,所以氯化铵析出而食盐不析出;再用氨饱和后通二氧化碳,结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良,纯白如雪。
(1)通过三种方法的比较,布兰制碱法工艺的缺点有                                           (写两点)。
(2)氨碱法工艺的中循环利用的物质是        (填化学式);产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式          
(3)候氏制碱法反应的方程式为                                           
(4)为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳。理由是                                                     (写两点)。
(5)候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,用m1表示加热前纯碱样品的质量,m2表示加热后固体的质量。则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:                          

铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:                                    
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、
负极,并写出电极反应式。
正极反应:                                                    
负极反应:                                                    
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤                                                      

 
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀
完全时的pH
Fe3
Fe2
1.9
7.0
3.2
9.0
Cu2
4.7
6.7
提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu
 
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式                                                          ;劣质不锈钢腐蚀的实验现象                                        

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