题目内容

14．1943年我国著名的化工专家侯德榜博士发明了联合制碱法，后被命名为侯氏制碱法．侯德榜制碱法原理与索尔维法基本相同，不同之处，在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，从而得到了两种物质：碳酸钠和氯化铵，侯氏制碱法震惊了全世界，为中国人赢得了荣誉和尊重．侯氏制碱法的循环工艺流程如下：

仔细阅读上图，完成下列问题：
（1）写出碳化反应方程式：NaC1+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4C1．
（2）气体B的电子式为．向饱和食盐水中应先通入气体氨气（填气体名称），再通入气体O=C=O（填气体的结构式）才能得到物质D，其原因是先通氨气使溶液碱性增强，能溶解更多的二氧化碳，生成较多的碳酸氢钠，使碳酸氢钠晶体析出．
（3）在下列方框内画出实验室中向饱和食盐水中通入气体B的装置图．

（4）操作Ⅰ的名称是过滤．进行操作Ⅱ所需要的玻璃仪器是：玻璃棒、烧杯、漏斗．在实验室里进行煅烧所用的主要仪器是坩埚．
（5）上述生产过程中能循环使用的物质是：C、B、F、A、D．（填：物质编号）

分析 侯氏制碱法的原理是在氨化饱和的氯化钠溶液里通入过量的CO2，因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，会有碳酸氢钠析出，过滤后将碳酸氢钠加热分解，可得到纯碱碳酸钠，同时生成的CO2可循环利用，据此分析作答；
（1）侯氏制碱法是在饱和的氯化钠溶液里能入氨气、二氧化碳，得到氯化铵和碳酸氢钠沉淀；
（2）产品E和F为碳酸钠和氯化铵，物质E煅烧后得到E，则D为碳酸氢钠，E为碳酸钠；故F为氯化铵；根据“在析出碳酸氢钠后的母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出”可知；
（3）氨气易溶解于水，溶解氨气时要防倒吸；
（4）操作Ⅰ是从溶液里得到碳酸氢钠晶体，可采用过滤操作，操作Ⅱ也是过滤操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗；固体煅烧一般在坩埚内进行；
（5）固体A为NaCl、B为NH3；加入气体C碳化，则气体C为二氧化碳，据此进行解答；

解答 解：（1）碳化池内发生的反应方程式为NaC1+H2O+NH3+CO2→NaHCO3↓+NH4C1，故答案为：NaC1+H2O+NH3+CO2→NaHCO3↓+NH4C1；
（2）根据分析可知，气体B为NH3，其电子式，二氧化碳在水中的溶解度较小，氨气极易溶于水，通入NH3使溶液呈碱性，增大CO2的溶解度，才能产生足够多的HCO3-，以确保得到NaHCO3沉淀，所以应该先通氨气后通入二氧化碳，CO2的结构式为O=C=O，
故答案为：； 氨气；O=C=O；先通氨气使溶液碱性增强，能溶解更多的二氧化碳，生成较多的碳酸氢钠，使碳酸氢钠晶体析出；

（3）因氨气易溶解于水，可用下列装置将氨气通入氯化钠溶液，避免产物倒吸现象，装置为，故答案为：；
（4）操作Ⅰ利用过滤从溶液里得到沉淀物碳酸氢钠，操作Ⅱ也为过滤，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，燃烧在坩埚内进行，故答案为：过滤；漏斗、坩埚；
（5）根据制备流程可知，循环利用的物质有：A氯化钠、B氨气、C二氧化碳、D碳酸氢钠和F氯化铵，故答案为：A；D．

点评 本题考查了侯氏制碱法的探究应用、物质制备原理，题目难度中等，明确制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握侯氏制碱法原理，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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14．纯碱（Na2CO3）在生产生活中具有广泛的用途．如图1是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图．
完成下列填空：
已知：粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子．
（1）精制除杂的步骤顺序是a→c→d→e→b （填字母编号）．
a．粗盐溶解 b．加入盐酸调pH c．加入Ba（OH）2溶液
d．加入Na2CO3溶液 e．过滤
（2）向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2，理由是NH3易溶于水，有利于吸收更多的CO2，增大HCO3-的浓度．在滤液a中通入NH3和加入精盐的目的是NH3溶于水能将HCO3-转化为CO32-，并增大加入NH4+浓度；加入精盐增大Cl-浓度，有利于NH4Cl结晶析出．
（3）请在图1流程图中添加两条物料循环的路线．
（4）图2装置中常用于实验室制备CO2的是b（填字母编号）；用c装置制备NH3，烧瓶内可加入的试剂是浓氨水（填试剂名称）．

（5）一种天然碱晶体成分是aNa2CO3•bNa2SO4•cH2O，利用下列提供的试剂，设计测定Na2CO3质量分数的实验方案．请把实验方案补充完整：
供选择的试剂：稀H2SO4、BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ba（OH）2溶液
①称取m1g一定量天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中．
②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ba（OH）2溶液．
③过滤、洗涤、干燥、称量、恒重沉淀．
④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数．
15．5.4克铝和100ml的氢氧化钠溶液恰好完全反应，求（1）生成气体的标况下的体积（2）氢氧化钠溶液的物质的量浓度是多少？
2．固体混和物，可能含有氯化钙、碳酸铵、烧碱、硫酸铵，将它溶解于水得到无色澄清的溶液，无其它明显现象，向溶液中加入硝酸钡溶液，产生白色沉淀，再加入硝酸沉淀部分溶解，则原混合物肯定有（　　）
A．CaCl2和（NH4）2SO4B．（NH4）2SO4和（NH4）2CO3
C．NaOH和CaCl2D．NaOH和（NH4）2SO4
9．从2016年1月1日起将施行修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》，研究SO2、NOx、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义．
（1）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应．该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为（NH4）3PO4（或（NH4）2HPO4或NH4H2PO4）（写出一种即可）．
（2）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示：

两步反应的离子方程式分别是NH3•H2O+SO2=NH4++HSO3-、2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+．
（3）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染．已知：
①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1
②2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H2
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3
则NO（g）与CO（g）催化转化成N2（g）和CO2（g）的反应热△H2△H3-△H2-△H1（用△H1、△H2、△H2表示）．
（4）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1mol N2，其△H=-139kJ•mol-1．
（5）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物为例）．
已知：NO不能与Na2CO3溶液反应．
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为1：7．
②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是含NO较多混合气体无法完全吸收．
（6）工业上可回收CO作燃料．如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质．A为电池的负（填“正”或“负”）极，写出B极电极反应式：2CO2+O2+4e-=2CO32-．
19．下列各组物质或概念中，在物质分类里，前者不从属于后者的一组是（　　）
A．空气，分散系B．电解质，化合物C．酸，化合物D．金属，氧化物
6．2010年8月7日，甘肃甘南藏族自治州舟曲县发生特大泥石流，造成大量人员伤亡，其中饮用水安全在灾后重建中占有极为重要的地位，某研究小组提取三处被污染的水源进行了如下分析：并给出了如下实验信息：其中一处被污染的水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E五种常见化合物都是由如表中的离子形成的：
阳离子K+、Na+、Cu2+、Al3+
阴离子SO${\;}_{4}^{2-}$、HCO${\;}_{3}^{-}$、NO${\;}_{3}^{-}$、OH-
为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液．
②将E溶液滴入到C溶液中，出现白色沉淀，继续滴加沉淀溶解．
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃）．
④在各溶液中加入Ba（NO3）2溶液，再加入过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀．
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验现象填写下列空白：
（1）写出化学式：ANaHCO3、BKNO3、CKAl（SO4）2、DCuSO4．
（2）将含1mol A的溶液与含1mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为Na2CO3．
（3）写出实验②发生反应的离子方程式Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O．
（4）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理Al3++3H2O═Al（OH）3（胶体）+3H+．
3．下列各组中的两物质作用时反应条件或反应物用量的改变对生成物没有影响的是（　　）
A．Fe和 Cl2B．Na2CO3与HClC．NaOH与CO2D．Na 和O2
4．现有电解质溶液：①Na2CO3②NaHCO3③NaAlO2④CH3COONa⑤NaOH
（1）当五种溶液的pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序是④②①③⑤（填编号）．
（2）将上述物质的量浓度均为0.1mol/L的五种溶液稀释相同倍数时，其pH变化最大的是⑤（填编号）．
（3）在上述五种电解质溶液中分别加入AlCl3溶液，无气体产生的是③④⑤（填编号）
（4）将上述①、②、③、④这四种电解质溶液混合，发生反应的离子方程式为H2O+HCO3-+AlO2-═CO32-+Al（OH）3↓．

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