题目内容
7．长效碳酸氢铵是我国自主开发的一种新型化肥，工业生产碳酸氢铵的工艺流程如下所示：
根据题意回答下列问题：
（1）操作Ⅰ有多步组成，包括冷却、过滤、洗涤、干燥；实验室进行过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）分离工序是将氨从反应混合物中分离出来，其分离原理利用了氨的易液化性质，设计循环Ⅰ的目的是提高原料气的利用率；
（3）造气工序包括脱硫过程，目的是除去气体中的SO2等气体，实验室进行此操作可选用的试剂是ad（填写编号）；
a．NaHCO3溶液 b．NaOH溶液c．Ca（OH）2溶液d．KMnO4酸性溶液
（4）实验室实现吸氨过程可以是下列装置中的cd（填写编号）；
（5）索尔维创建氨碱法不久后的1898年，施莱信（Schlosing）就提出用碳酸氢铵固体与氯化钠饱和溶液作用生成碳酸氢钠再加热制纯碱的方法．
①写出生成碳酸氢钠的化学方程式：NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
②测定施莱信法生成的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数，分别称取mg样品进行试验，下列方案中最合理的是b （填写编号）；
a．加入硫酸→气体通过排水量气装置→收集到气体n L（折算成标况）
b．加热→冷却→溶解→加入BaCl2→过滤、洗涤、干燥→称量固体为n g
c．溶解→加入酚酞作指示剂→用w mol/LNaOH溶液滴定，耗用NaOH n mL
d．加入盐酸→气体通过碱石灰→称量碱石灰增重n g
样品中碳酸氢钠的质量分数为$\frac{16800n}{197m}%$（用含m，n或w，n，m的代数式表示）．
分析 （1）实验室进行过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）氨气易液化；可逆反应中，原料气循化使用可以提高原料利用率；
（3）生产过程中需要造气通入二氧化碳酸性气体，所以除去二氧化硫不能选用强碱，应选用不与二氧化碳反应的碳酸氢钠和KMnO4酸性溶液吸收；
（4）氨气极易溶于水，吸收时需要防止倒吸；
（5）①碳酸氢铵固体和饱和氯化钠溶液，利用溶解度不同反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵；
②a．样品中可能含有NH4HCO3，且二氧化碳是易溶于水的物质，通过排水法收集得到的二氧化碳的体积与实际生成的二氧化碳的体积不等；
b．称量固体为n g，此固体的质量即是生成的碳酸钡的质量，根据碳酸钡可以求算碳酸钠的质量，根据碳酸钠可以求算碳酸氢钠的质量，进而求算碳酸氢钠的质量分数；
c．碳酸氢钠溶液显碱性，用氢氧化钠滴定，酚酞颜色不会发生变化；
d．样品中可能含有NH4HCO3，且碱石灰可以吸收水蒸气，故碱石灰增加的质量大于二氧化碳的质量；
利用关系式法进行计算，2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3～BaCO3．
解答 解：（1）实验室进行过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）分离过程是将氨从反应混合物中分离出来，其分离原理利用了氨加压易液化变为液体，反应是可逆反应，把原料气氮气和氢气循化使用提高原料利用率；
故答案为：易液化；提高原料气的利用率；
（3）生产过程中需要造气通入二氧化碳酸性气体，所以除去二氧化硫不能选用强碱，故bc不选，
碳酸氢钠、KMnO4酸性溶液可以吸收二氧化硫，且与二氧化碳不反应，故ad可选；
故答案为：ad；
（4）氨气极易溶于水，吸收时需要防止倒吸，
ab装置水直接吸收氨气易发生倒吸，故ab不选；
c装置采用多空球，吸收完全不易发生倒吸，故c可选；
d装置氨气不溶于四氯化碳上升过程中被水完全吸收防止了倒吸，故d可选；
故答案为：cd；
（5）①用碳酸氢铵固体与氯化钠饱和溶液作用生成碳酸氢钠，反应的化学方程式为：NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案为：NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
②a．加入硫酸→气体通过排水量气装置→收集到气体n L（折算成标况），样品中可能含有NH4HCO3，且二氧化碳是易溶于水的物质，通过排水法收集得到的二氧化碳的体积与实际生成的二氧化碳的体积不等，故a不合理；
b．加热→冷却→溶解→加入BaCl2→过滤、洗涤、干燥→称量固体为n g，此固体的质量即是生成的碳酸钡的质量，根据碳酸钡可以求算碳酸钠的质量，根据碳酸钠可以求算碳酸氢钠的质量，进而求算碳酸氢钠的质量分数，故b合理；
c．溶解→加入酚酞作指示剂→用w mol/LNaOH溶液滴定，耗用NaOH n mL，碳酸氢钠溶液显碱性，用氢氧化钠滴定，酚酞颜色不会发生变化，故c不合理；
d．加入盐酸→气体通过碱石灰→称量碱石灰增重n g，样品中可能含有NH4HCO3，且碱石灰可以吸收水蒸气，故碱石灰增加的质量大于二氧化碳的质量，故d不合理；
2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3～BaCO3
168 197
xg ng
$\frac{168}{197}=\frac{xg}{ng}$，
解得，x=$\frac{168n}{197}$，
故样品中碳酸氢钠的质量分数为$\frac{\frac{168n}{197}}{m}×100%$=$\frac{16800n}{197m}%$，
故答案为：b；$\frac{16800n}{197m}%$．
点评 本题以长效碳酸氢铵的生产为载体考查实验方案的设计及评价，题目难度中等．了解常用的物质分离方法、实验基本操作是解题的关键．
| A． | 它位于周期表的第四周期、第IA族 | |
| B． | 碳酸铷易加热分解为氧化铷和二氧化碳 | |
| C． | 铷的盐类大多易溶于水 | |
| D． | 氯化铷是离子化合物 |
| A． | 少量铁粉加入AgNO3溶液中 | |
| B． | 少量Na2O2粉末加入CuSO4溶液中 | |
| C． | 少量BaSO4粉末加入饱和Na2CO3溶液中 | |
| D． | 少量Al2（SO4）3粉末加入Ba（OH）2溶液中 |
如图是在高温下，Fe与水蒸气的反应实验．
（1）装置A中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
2Na2CO3•3H2O2是一种新型的氧系漂白剂．某实验兴趣小组进行了如下实验．
且知：溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如下表所示．回答下列问题：
| 金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
| PH | 氢氧化物开始沉淀 | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
| 氢氧化物完全沉淀 | 3.2 | 9.0 | 6.7 | |
（2）孔雀石的主要成分与足量稀盐酸反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑．
（3）使用上图中“试剂1”的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，试剂B宜选用BD（填选项序号）．
A．酸性KMnO4溶液 B．双氧水 C．浓硝酸 D．氯水
（4）加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离．则pH的范围为3.2≤pH＜4.7．
（5）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中，其中，应先通入气体是F、NH3（填代号及对应物质的化学式）．
（6）由溶液C获得CuCl2•3H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作．
（7）已知：常温下Cu（OH）2的Ksp=2×10-20．计算Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+反应平衡常数5×10-9．
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