题目内容
[化学——选修2:化学与技术](14分)
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)相比另外两种方法,布兰制碱法工艺的缺点除了成本较高,生成CO和CaS等污染物外还有__________________________和_____________________________(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__________________________________________________(写一点)。
(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:___________________________。
(1)生产时需要高温; 硫酸对设备腐蚀严重。(其他合理答案均给分)
(2)CO2 2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(4)CO2在水中的溶解度较小,吸收率低;后通入CO2保证全部生成NaHCO3(答出以上任意一点给2分,其他合理答案均给分)
(5)![]()
溴苯是一种常用的化工原料。实验室制备溴苯
的实验步骤如下:
步骤1:在a中加入15 mL苯和少量铁屑,再将b中4.0 mL
液溴慢慢加入到a中,充分反应。
步骤2:向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑。
步骤3:滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL 水洗涤,分液得粗溴苯。
步骤4:向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤即得粗产品。
| 苯 | 溴 | 溴苯 | |
| 密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
| 沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
| 在水中的溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)仪器d的作用是 。
(2)将b中的液溴慢慢加入到a中,而不能快速加入的原因是 。
(3)仪器c的作用是冷凝回流,回流的主要物质有 (填化学式)。
(4)步骤4得到的粗产品中还含有杂质苯。已知苯、溴苯的有关物理性质如上表,则要进一步提纯粗产品,还必须进行的实验操作名称是 。
相同温度下,体积均为1.5 L的两个恒容容器中发生可逆反应:
X2(g)+3Y2(g)
2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1,实验测得有关数据如下表:
| 容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡时体系能量的变化 | ||
| X2 | Y2 | XY3 | ||
| ① | 1 | 3 | 0 | 放热46.3 kJ |
| ② | 0.8 | 2.4 | 0.4 | Q(Q>0) |
下列叙述不正确的是( )
A.容器①中达到平衡时,Y2的转化率为50%
B.Q=27.78 kJ
C.若X2、Y2、XY3改按0、0、2投料,则达到平衡时吸热46.3KJ
D.若容器①体积改为1.0 L.则达平衡时放出的热量小于46.3 kJ