题目内容

14.“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料制得NaHCO3,进而生产纯碱的一种化工方法.有关的化学反应方程式如下:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,已知合成氨为放热反应:①若从反应速率角度考虑选择条件为adj(选填字母,下同);
②若从平衡移动原理角度来考虑选择条件为bd;
③综合考虑该生产应选择的条件是adj.
a.高温  b.低温  c.常温  d.高压  e.低压  f.常压  j.催化剂
(2)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是c(选填字母)
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小
(3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,设计了如下的方案进行实验.
甲同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是过滤(填操作名称).乙同学:用图中戊装置进行实验(其它装置未画出).为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入氨气气体,再从b管中通入二氧化碳气体.
(4)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠固体的方法(用必要的文字说明并写出有关化学反应方程式):NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3.

分析 (1)①温度越高,反应速率越快,压强越大,反应速率越快,使用催化剂可以加快反应速率;
②根据温度、压强对化学平衡的因素进行判断;
③根据实际生成中生产设备、转化率、催化剂的催化活性等方面考虑适宜的反应条件;
(2)NaHCO3的溶解度较小,是析出碳酸氢钠晶体的主要原因,故c正确;
(3)固液分离操作的方法为过滤;由于CO2的溶解度较小,因此通入CO2前,应先从a管通入氨气(防止NH3倒吸);
(4)氢氧化钠与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠,也可以用碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,据此写出反应的化学方程式.

解答 解:(1)①若从反应速率角度考虑选择条件为高温、高压和使用催化剂,
故答案为:adj;
②合成氨为气体物质的量减少的放热反应,高压、低温有利于提高氨的平衡浓度,从勒沙特列原理可以选择bd,
故答案为:bd;
③适宜的温度和压强下,可以提高反应物的转化率,使得催化剂的催化活性较高,让化学反应有利于正向进行,同时加入催化剂可以加快反应速率,所以实际工业合成氨的反应条件为:高温、高压、催化剂,即adj正确,
故答案为:adj;
(2)根据复分解反应完成的条件可知,NaHCO3的溶解度较小,是析出碳酸氢钠晶体的主要原因,所以c正确,
故答案为:c;
(3)固液分离操作用过滤操作.由于CO2的溶解度较小,因此通入CO2前,应先从a管通入氨气(防止NH3倒吸),因为氨气、H2O、CO2反应生成NH4HCO3,可以大大提高CO2的吸收,b管通入CO2有利于CO2的充分吸收,
故答案为:过滤;氨气;CO2;
(4)可以将过量的CO2通入NaOH溶液或Na2CO3中,反应的化学方程式为:NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,
故答案为:NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3.

点评 本题考查了纯碱工业原理及其应用,题目难度中等,明确制备流程及常见物质的性质为解答关键,注意掌握侯氏制碱法的反应原理,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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