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著名的“侯氏制碱法”第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳,该反应可表示为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl有关物质的溶解度数据如下(g/100g水):
      NaCl      NaHCO3    NH4Cl
10℃35.8      8.15       33.0
45℃37.0      14.0       50.0
现在45℃时,向434g饱和食盐水中通入适量氨气,再向其中通入二氧化碳后,按上述反应进行完全.试计算并回答下列问题(计算结果保留三位有效数字).
(1)反应完全后45℃时析出的晶体的化学式是
NaHCO3
NaHCO3
,并计算析出晶体的质量.
(2)过滤除去晶体后再降温至10℃,此时析出的晶体是(填化学式)
NH4Cl和NaHCO3
NH4Cl和NaHCO3
,计算所析出晶体的质量.
分析:(1)45℃时,434g饱和食盐水中,NaCl的质量为434g×
37
137
=117g,n(NaCl)=
117g
58.5g/mol
=2mol,根据反应的方程式计算生成NaHCO3的质量,结合溶解度计算析出晶体的质量;
(2)计算出水的质量,结合各物质的溶解度判断析出晶体并计算质量.
解答:解:(1)45℃时,434g饱和食盐水中,NaCl的质量为434g×
37
137
=117g,n(NaCl)=
117g
58.5g/mol
=2mol,
则NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
  1                1
  2mol             2mol
n(NaHCO3)=2mol,
m(NaHCO3)=2mol×84g/mol=168g,
此时,溶液中水的质量为434g×
100
137
-2×18g=280g,
溶解NaHCO3的质量为
280
100
×14≈39.0g,
所以析出的质量为168g-39g=129g,
答:析出NaHCO3晶体的质量为129g;
(2)由(1)可知水的质量为280g,则过滤除去晶体后再降温至10℃,
溶解NaHCO3的质量为8.15g×
280
100
=22.8g,
析出NaHCO3的质量为39.0-22.8=16.2g,
生成的NH4Cl质量为2mol×53.5g/mol=107g,
溶液溶解的NH4Cl质量为33.0g×
280
100
=92.4g,
则析出的NH4Cl质量为107g-92.4g=14.6g,
所以析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3,总质量为16.2g+14.6g=30.8g,
答:析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3,总质量为30.8g.
点评:本题考查纯碱的制备和计算,题目难度较大,注意有关溶解度计算的方法.
练习册系列答案
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(2011?宝鸡一模)[化学选修2--化学与技术]1892年,比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O为原料生产Na2CO3,叫索尔维法.其主要步骤是:
(1)在NH3饱和的NaCl液中通入CO2制得的NaHCO3;
(2)再将NaHCO3焙烧制得纯碱,CO2循环使用;
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1940年,我国著名化学家侯德榜先生冲破了“索尔维法”技术封锁,并加以改进,用NaCl固体代替生石灰;加入母液使NH4Cl晶体析出,生产出纯碱和氯化铵.这便是举世闻名的“侯氏制碱法”.
试回答:
(1)向母液通入氨气的目的和作用是
增大二氧化碳的溶解度
增大二氧化碳的溶解度
.
(2)在氨饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为
CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
.
(3)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因是
CO2在NaCl溶液中溶解度较小,生成NaHCO3太少不会结晶
CO2在NaCl溶液中溶解度较小,生成NaHCO3太少不会结晶
.
(4)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是
CaO+H2O=Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
CaO+H2O=Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
.
(5)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比较其优点是
使NH4Cl析出,可做氮肥;减少无用的CaCl2生成,原料NaCl充分利用
使NH4Cl析出,可做氮肥;减少无用的CaCl2生成,原料NaCl充分利用
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