题目内容

我国化工专家侯德榜,勇于创新,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献。请完成下列问题:
(1)“联合制碱法”制得的“碱”是              (填化学式)。
(2)氨碱法和联合制碱法是两大重要的工业制碱法,下列表达中,不正确的是          。

 
 
氨碱法
联合制碱法
A
原料
食盐、氨气、生石灰
食盐、氨气、二氧化碳
B
可能的副产物
氯化钙
氯化铵
C
循环物质
氨气、二氧化碳
氯化钠
D
评价
原料易得;设备复杂;能耗高
原料利用率高;废弃物少
 
某实验小组,利用下列装置模拟“联合制碱法”。

(3)取上述仪器连接装置,顺序为:(a)接(    )、(    )接(    );(b)接(    );
检验气密性后装入药品,应该先让              装置(填上述字母)先发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是                      ,D中应选用的液体为     ;
(5)C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为                                     。
(6)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,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:                       (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。

(1)Na2CO3
(2)A.C
(3)f  e  d   c (2分)       B
(4)防倒吸   饱和NaHCO3溶液
(5)CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl
(6)  ( m1为样品质量,m2为加热后产品的质量)

解析试题分析:(1)“联合制碱法”制得的“碱”是碳酸钠,化学式为Na2CO3。
(2)A、氨碱法原料有:食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气,联合制碱法原料有:食盐、氨气、二氧化碳,故A错误;B、氨碱法可能的副产物为氯化钙,联合制碱法可能的副产物氯化铵,故B正确;C、氨碱法循环物质:氨气、二氧化碳,联合制碱法循环物质:氯化钠,二氧化碳,故C错误;D、氨碱法原料(食盐和石灰石)便宜,产品纯碱的纯度高,副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用,制造步骤简单,适合于大规模生产,但设备复杂;能耗高,氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%;联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,废弃物少,故D正确,答案选AC。
(3)A装置是制备CO2,B装置是制备NH3,由于氨气极易溶于水需要用干燥管防止倒吸,另外CO2中的氯化氢气体还需要除去,因此正确的连接顺序为(a)接(f)、(e)接(d);(b)接(c)。由于CO2在水中的溶解度小,因此要首先产生氨气,然后再通入CO2气体,所以应该先让B装置先发生反应。
(4)氨气极易溶于水,因此C中用球形干燥管而不用直导管的作用是防倒吸。除去CO2中的氯化氢气体应该用饱和NaHCO3溶液,即D中应选用的液体为饱和NaHCO3溶液。
(5)C装置是制备碳酸氢钠的,所以C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl。
(6)设m1为样品质量,m2为加热后产品的质量,则根据碳酸氢钠分解的方程式可知
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 固体质量减少△m
168g            106g                    62g
X                                     m1-m2
解得X=
所以纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为。
考点:考查侯氏制碱法的有关判断、计算等

练习册系列答案
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(14分)
一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有______(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)该同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在。
设计实验证实如下:

装 置
现 象

ⅰ. 实验初始,未见明显现象
ⅱ. 过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色
ⅲ. 试管变热,溶液沸腾
   
① 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是______。
② 根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
实 验
内 容
现 象
实验1
 将湿润KI—淀粉试纸置于空气中
未变蓝
实验2
用湿润KI—淀粉试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
 a. 浅棕色气体是______。
b. 实验1的目的是_______。
c. 实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:

(3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在。
重新设计实验证实如下:
装 置
现 象

ⅰ. 实验初始,未见明显现象
ⅱ. 过一会儿,出现气泡,有刺激性气味
 
为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。
① 刺激性气味的气体是______。
② 产生该气体的离子方程式是______。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是______。
(5)实验结果证实:NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-。

(15分)实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】的步骤如下:
步骤一:废铜屑制硝酸铜
如图,
用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液。
步骤二:碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品。 
步骤三:碱式碳酸铜的组成测定
碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O,可采用氢气还原法来确定,其反应原理为:
xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O +  H2→ Cu +  CO2  +  H2O(未配平)
完成下列填空:
(1)步骤一中,反应开始时,瓶内的现象是                                       ,
用该装置制取硝酸铜,好处是                                                  。
(2)步骤二中,水浴加热所需仪器有                、                  (加热、夹持仪器、石棉网除外);洗涤的目的是                                         。
(3) 步骤三中,①以字x、y、z母为系数,配平氢气还原法的化学方程式:
      xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O+       H2→     Cu+      CO2+      H2O
②称取24.0g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.8 g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品中结晶水质量为        g,化学式为                  。

某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体,流程如下:

(1)在实验室中,欲用37%(密度为1.19 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有      、       。
(2)①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是   (填下列各项中序号)。

②CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是      (填下列各项中序号)。
a.FeCl3固体        b.CuCl2固体       c.蒸馏水
(3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成,转化顺序为:

第①步转化主要在200~300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为                                                               。
②300~400oC范围内,固体质量明显增加的原因是           ,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是   (填下列各项中序号)。
a.一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2和O2的混合物。

a.装置组装完成后,应立即进行的一项操作是                。
b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为       溶液。
c.若原CuS矿样的质量为l0.0 g,在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为8.0 g,则原矿样中CuS的质量分数为      。

实验目的:探究过氧化钠与水反应后的溶液滴加酚酞试液先变红后退色的原因。
[分析与猜想]
(1)根据过氧化钠与水反应的原理:2Na2O2 + 2H2O =" 4NaOH" + O2↑,往过氧化钠固体完全溶解反应后的溶液中滴加酚酞本应只会变红而不会退色,而实验中发现酚酞变红后又退色。由此提出如下的猜想:
A.氧气有漂白性
B.氢氧化钠有漂白性
C.                                          
[实验与判断] 请完成下列表格:

实验编号
1
2
3
实验装置



验证猜想
       
        C  
        
实验现象
溶液变红后不退色
实验说明
1、2的实验中NaOH溶液是用    (填“氢氧化钠固体”、“氧化钠固体”、“过氧化钠固体”)溶于水配制的。
 
(2)根据以上实验分析发现:过氧化钠与水反应过程中,钠元素形成了稳定的化合物,溶液中还生成了一种不很稳定、具有漂白性的物质X,X的化学式是      。
(3)可用右图装置对溶液中不很稳定的物质进行探究,在①处装入的物质是   (填选项,下同),②处装入的物质是   。

A.酚酞试剂             B.过氧化钠与水反应后的溶液
C.二氧化锰             D.氢氧化钠固体配制的溶液
(4)气体③是   ,过氧化钠与水反应的化学方程式没有写出X来,原因是      。

化学兴趣小组设计以下实验方案,测定某已部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。
【方案一】 称取一定质量的固体样品,通过加热至恒重后冷却,称量剩余固体质量,计算。
(1)下列仪器中,在灼烧固体样品时必须用到的是    (填名称)。 

(2)实验中需加热至恒重的目的是:                                       。
(3)实验中确定加热至恒重的方法是:                                       。
(4)若加热过程中有晶体迸溅出来,则测得的结果    (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【方案二】 称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤,洗涤,干燥沉淀,称量固体质量,计算。
(已知:Ba2++OH-+HCBaCO3↓+H2O)
(1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为                      。
(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是                                。
(3)实验中洗涤沉淀的操作是                                              。
(4)实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是                                   。
【方案三】 按如图所示装置进行实验:

(1)B装置内所盛试剂是    ;D装置的作用是              ;分液漏斗中    (填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验。
(2)实验前称取17.9 g样品,实验后测得C装置增重8.8 g,则样品中Na2CO3的质量分数为    。
(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是              。

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