题目内容

某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如1图所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl．然后再将NaHCO3制成Na2CO3．
（1）装置乙的作用是
 
．为防止污染空气，尾气中含有的
 
需要进行吸收处理．
（2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有
 
、洗涤、灼烧．NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为
 
．
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究．
取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如2图所示．

则曲线c 对应的溶液中的离子是
 
（填离子符号）；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是
 
．
（4）若取21.0g NaHCO3固体，加热了t1min后，剩余固体的质量为14.8g．如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol/L的盐酸中，则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为
 
（设溶液体积变化忽略不计）．
考点：纯碱工业（侯氏制碱法）
专题：几种重要的金属及其化合物
分析：（1）装置甲是制备二氧化碳，气体中含有氯化氢气体对后续实验产生干扰，需要除去；尾气中含有氨气，不能排到空气中，需要吸收；
（2）装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠；NaHCO3转化为Na2CO3的方法是固体加热分解；
（3）混合物是碳酸钠和碳酸氢钠，滴入盐酸发生反应CO32-+H+=HCO3-；  HCO3-+H+=CO2↑+H2O；依据图象分析碳酸根离子减小，碳酸氢根离子增多；
（4）依据反应前后质量变化是碳酸氢钠分解的原因，依据反应前后质量变化计算反应的碳酸氢钠和生成的碳酸钠，结合试样质量计算剩余碳酸氢钠，计算得到混合物反应消耗的氢离子得到；
解答： 解：（1）装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置，生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，对制备碳酸氢钠有影响，装置乙的作用是吸收氯化氢气体；最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中，需要进行尾气吸收；
故答案为：吸收HCl；NH3；
（2）由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为，NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；制取Na2CO3时需要过滤得到晶体，洗涤后加热灼烧得到碳酸钠；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠、水，反应为：2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2↑，
故答案为：过滤；2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2↑；
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究．取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌．随着盐酸的加入，发生反应 CO32-+H+=HCO3-；  HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小，碳酸氢根离子浓度增大，当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子，再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳，碳酸氢根离子减小，所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化；碳酸根离子浓度0.2mol/L；碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L；样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1：2；
故答案为：HCO3-； 1：2；
（4）若取21g NaHCO3固体物质的量=
21g
84g/mol
=0.25mol，加热了t1min后，剩余固体的质量为14.8g．依据化学方程式存在的质量变化计算：
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m
 2         1                 62
0.2mol    0.1mol           21g-14.8g
反应后NaHCO3物质的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；消耗氯化氢物质的量0.05mol；
Na2CO3物质的量=0.1mol，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，消耗氯化氢物质的量0.2mol；剩余氯化氢物质的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol，剩余溶液中c（H+）=
0.15mol
0.2L
=0.75mol/L，
故答案为：0.75mol/L；
点评：本题考查了 工业制纯碱的原理分析，生产过程中的物质变化，混合物成分的分析判断和计算应用，实验过程分析，除杂操作，尾气吸收，图象定量分析判断，题目难度中等．
练习册系列答案
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已知苯、溴和溴苯的物理性质如下表所示
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密度/g?cm-30.883.101.50
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填写下列空白：
（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应．写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：
 
．
（2）试管C中苯的作用是
 
；反应开始后，观察D试管，看到的现象为
 

（3）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有
 
（填字母）．
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已知4种无机化合物在水中和液氨中的溶解度（g/100g溶剂）为：
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由此溶解度可知在水溶液中上述化合物发生复分解反应为：2AgNO3+BaCl2=2AgCl↓+Ba（NO3）2，那么上述几种化合物在液氨溶液中发生复分解反应的化学方程式（　　）
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B、2AgNO3+BaCl2=2AgCl+Ba（NO3）2↓
C、2AgCl+Ba（NO3）2=2AgNO3↓+BaCl2
D、2AgCl+Ba（NO3）2=2AgNO3+BaCl2↓
已知：Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2+H2O+Na2SO4，某同学通过不同温度，析出硫的快慢，来研究温度对反应速率的影响．该学生采用的研究方法是（　　）
①假说法             
②实验法              
③分类法           
④比较法．
A、①、②B、①、③
C、②、④D、②、③
某同学设计了如图所示的装置（夹持装置已略去），来探究影响化学反应速率的因素．
（1）圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是
 

（2）用上述装置进行实验，以生成15.0mL气体为计时终点，结果为t1＞t2
序号Ⅴ（H2SO4）/mLC（H2SO4）/mol?L-1t/s
Ⅰ101t1
Ⅱ103t2
比较实验Ⅰ和实验Ⅱ可以得出的结论是
 

（3）实验中向烧瓶中滴入的稀硫酸的体积（其他操作都正确），对测定气体体积的影响
 
 （填“偏大”、“偏小”、“无影响”）
（4）将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据．粗锌片中所含的杂质可能是（填序号）
 

a．石墨      b．银      c．铜      d．沙粒（二氧化硅）
（5）要加快该反应的反应速率，还可以采取的措施有
 
（任填一种即可）
海带含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：
（1）步骤⑤的实验操作名称是
 
．
（2）步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤应选择的实验装置是
 
．

（3）步骤④反应的离子方程式是
 
．
下列关于Na2O与Na2O2的说法中，不正确的是（　　）
A、Na2O2具有漂白性
B、均与水反应生成NaOH，因而均是碱性氧化物
C、Na2O中氧-2价，Na2O2中氧-1价
D、均可与H2O、CO2反应
下列各组离子能大量共存且溶液颜色为无色的是（　　）
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C、Na+、S2-、OH-、K+、Cl-、NO3-
D、Fe2+、H+、Na+、Ca2+、NO3-

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