题目内容

12．我国化学家侯德榜（如图）改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图：

该生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法联合制碱法或侯德榜制碱法，在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品．
（1）上述沉淀池中发生的化学反应方程式是NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓，实验室分离出沉淀的操作是过滤，该操作使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）写出上述流程中X物质的分子式CO2；
（3）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了1 的循环（填上述流程中的编号1、2）；
（4）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，还需要的试剂有滴加稀硝酸和硝酸银溶液；
（5）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品．通氨气的作用有AC．
A．增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出    B．使NaHCO3更多地析出
C．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度．

分析 由流程可知，合成氨提供氨气，与二氧化碳、食盐水反应生成NH4Cl、NaHCO3，在沉淀池中过滤分离出碳酸氢钠，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，X为二氧化碳，可循环使用，母液中含氯化铵，
（1）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体，氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵；实现沉淀与溶液的分离采用过滤的方法，根据过滤操作选择玻璃仪器；
（2）煅烧炉内分解的是碳酸氢钠，产物为CO2和水，而沉淀池中需要通入的气体为CO2；
（3）循环Ⅰ中的氯化钠有又返回到沉淀池；
（4）滴加稀硝酸和硝酸银溶液检验氯离子；
（5）氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析，同时通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度．

解答 解：（1）沉淀池中，饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体，反应方程式为：NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法，过滤需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、铁架台、漏斗；烧杯用来盛放液体，漏斗用于过滤，玻璃棒用来引流和搅拌，所以该操作使用的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水，可将CO2通入沉淀中循环利用，故X为CO2，
故答案为：CO2；
（3）循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，
故答案为：循环Ⅰ；
（4）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，
故答案为：滴加稀硝酸和硝酸银溶液；
（5）A．氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来，故A正确；
B．通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，不是使NaHCO3更多地析出，故B错误；
C．通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度，故C正确；
故答案为：AC．

点评 本题考查纯碱工业，为高频考点，把握制备工业流程、混合物分离提纯为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意物质的循环使用，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．在t℃时AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．t℃时AgCl的Ksp=4×10-10，下列说法不正确的是（　　）
A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10-13
B．在t℃时，AgCl（s）+Br-（aq）═AgBr（s）+Cl-（aq）的平衡常数 K≈816
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点
3．氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义．
（1）合成氨的原理为：N2（g）+3H2?2NH3△H=-92.4kJ/mol
①将一定量的N2（g）和H2（g）放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，平衡时测得N2为0.1mol，H2为0.3mol，NH3为0.1mol．该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，该条件下H2的转化率为33.3%．此温度下该反应的平衡常数K=3.7（L/mol）2．
②欲提高H2的转化率，下列措施可行的是ad．
a．向容器中按原比例再充入原料气     b．向容器中再充入惰性气体
c．改变反应的催化剂                 d．液化生成物分离出氨
（2）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H＜0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：
①用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v=0.0015mol/（L•min）．
②能说明该反应已经达到平衡状态的是bc．
a．v（NO2）=2v（O2）      b．容器内压强保持不变
c．v逆（NO）=2v正（O2）   d．容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c．
a．及时分离出NO2气体           b．适当升高温度
c．增大O2的浓度                 d．选择高效的催化剂
（3）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体．4CO（g）+2NO2（g）?4CO2（g）+N2（g）△H=-1 200kJ•mol-1对于该反应，温度不同（T2＞T1）、其他条件相同时，下列图象正确的是乙（填代号）．
20．工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O     NH4HCO3；   
NH4HCO3+NaCl  NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O 
（1）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（填字母标号）．
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，所以在溶液中首先结晶析出
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位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）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液，其作用是除去CO2中的HCl气体；

（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是吸收未反应完的NH3；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是过滤（填分离操作的名称），该操作所需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入氨气气体，说明原因二氧化碳的溶解度较小，氨气易溶于水，能生成更多的碳酸氢铵
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是增大气体与溶液接触面积，提高CO2的吸收率
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为86.3%．
（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应（或往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等）．
7．某可逆反应：A（g）+3B（g）?2C（g）；△H＜0．有甲乙两个容积为0.5L的密闭容器，向甲容器中加入1molA的和3molB在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1kJ；在相同条件下，向乙容器中加入2molC达到平衡时吸收热量为Q2kJ；已知Q2=3Q1．下列叙述正确的是（　　）
A．乙中的热化学方程式为2C（g）?A（g）+3B（g）；△H=+4Q2/3kJ/mol
B．反应达到平衡前，甲中始终有v正大于v逆，乙中始终有v正大于v逆
C．在该条件下，反应2C（g）?A（g）+3B（g）的平衡常数为9×1.52（mol/L）2
D．乙中C的转化率为25%
17．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．质子数与中子数相等的硫原子：${\;}_{16}^{32}$S
B．Al3+的结构示意图：
C．CaO2的电子式：
D．2-溴丙烷的结构简式：C3H7Br
4．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．碳酸钙与盐酸反应：CO32-+2H+=H2O+CO2↑
B．稀H2SO4与铁粉反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C．氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应：Ba2++SO42-=BaSO4↓
D．将氢氧化铁放入盐酸中：Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O
1．下列说法正确的是（　　）
A．高温下，可用焦炭和石英砂（SiO2）制取高纯度硅
B．CO2和钠在一定条件下可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂之比是4：1
C．用高纯度硅作为光导纤维的主要材料
D．现代海战通过喷放液体SiCl4（极易水解）和液氨可产生烟幕，其主要成分是NH4Cl
2．T℃时，在2L恒容密闭容器中气态物质X、Y、Z的物质的量随时间变化的部分数据如表所示：
T/minn（X）/moln（Y）/moln（Z）/mol
00.801.000
10.700.80
50.70
90.40
100.400.80
（1）写出该反应的化学方程式X+2Y?2Z
（2）反应进行到10min，X的转化率为50%，0～5min内Y的平均反应速率为0.07mol/（L•min）
（3）计算T℃时该反应的平衡常数K=80L/mol
（4）T℃下向该密闭容器中通入一定量的X、Y、Z，反应到某时刻测得X、Y、Z的物质的量分别为1.00mol、0.50mol、1.60mol，则此时正逆反应速率大小：v正大于v逆（填“大于”、“等于”、“小于”）
（5）若在10min和t3、t5时刻分别改变该反应的某一反应条件，得到X、Z的物质的量及反应速率与时间的关系如图A、B所示：

①10min时改变的反应条件是增大Y的浓度
②t3时刻改变的反应条件是降低温度?t5时刻改变的反应条件是加催化剂，理由是t5时刻正逆反应速率同等程度增大且相等．

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