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碳酸钠用途非常广泛,是工业生产中重要的化工原料.在1921年我国科学家 侯德榜创...

碳酸钠用途非常广泛,是工业生产中重要的化工原料.在1921年我国科学家
侯德榜创造了一种著名的纯碱生产方法--“联合制碱法”.
“联合制碱法”生产过程:
(1)第一步主要反应为NH3+CO2+H2O=NH4HCO3该反应属于基本反应类型中的______反应.
(2)第二步用食盐与NH4HCO3反应.食盐来源于某盐田,该粗盐主要含有氯化钠,此外还含有少量硫酸钠,氯化钙和氯化镁.经净化、精制得到生产碳酸钠所需要的食盐水.
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其主要流程如下:
①通过降温使硫酸钠从粗盐水中析出,说明硫酸钠的溶解度随温度的变化较______(填“大”或“小”).
②“精制I”操作中,加入过量含钙元素的碱的化学式是______,其反应化学方程式为______
③“精制II”操作中,加入B盐的有关反应方程式为____________
④为保证“精制II”操作中过量B盐把杂质全部除去,写出检验溶液中B盐是否过量的实验方案:______
______
⑤查阅资料得知NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、NH4Cl在30℃时的溶解度如下表所示:
温度NH4ClNH4HCO3NaHCO3NaCl
30℃41.1g27.0g11.1g36.3g
请根据溶解度表所提供的信息,写出“联合制碱法”中的第二步属于复分解反应的化学方程式:______
(3)第三步处理制得碳酸钠,反应原理为2NaHCOmanfen5.com 满分网Na2CO3+H2O+CO2
(4)用“联合制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠.为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数,小雯同学称取该样品5.6g加入到盛有100g足量稀盐酸的烧杯中,完全反应后称得烧杯中的溶液质量为103.4g.求该纯碱样品中碳酸钠的质量分数.
(1)根据化合反应的定义和特点回答. (2)①根据硫酸钠的溶解度受温度影响的情况回答. ②根据碱的组成回答前一空;根据“精制I”操作中涉及的物质硫酸钠、氯化钙、氯化镁和氢氧化钙的性质回答发生的反应. ③根据碳酸钠、氢氧化钙和氯化钙的化学性质及除杂的原则回答. ④根据碳酸钠的化学性质和检验方法回答. ⑤根据第二步食盐与NH4HCO3反应是复分解反应,以及碳酸氢钠的溶解度较小的信息书写方程式. (4)本题发生的反应为Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O,根据质量守恒定律计算出反应生成的二氧化碳的质量,再根据二氧化碳的质量和化学方程式计算纯碱样品中碳酸钠的质量,最后求该纯碱样品中碳酸钠的质量分数. 【解析】 (1)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3的特点是“多变一”,符合化合反应的定义和特点,为化合反应. (2)①降温使硫酸钠从粗盐水中析出,说明硫酸钠的溶解度随温度的降低而减小,且受温度变化影响较明显. ②碱是由金属离子和氢氧根离子构成的,含钙元素的碱为氢氧化钙,化学式为:Ca(OH)2;在硫酸钠、氯化钙、氯化镁和氢氧化钙四种物质中,只有氯化镁和氢氧化钙能发生反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,方程式为:Ca(OH)2+MgCl2═Ma(OH)2↓+CaCl2. ③“精制II”操作中,加入B盐的作用是除去过量的氢氧化钙和氯化钙的,可通过沉淀法除去,为了保证不生成新杂质,应加入碳酸钠,有关反应方程式为:CaCl2+Na2CO3═2NaCl+CaCO3↓;Ca(OH)2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓. ④检验溶液中B盐是否过量,实际上就是检验碳酸钠的存在,方法为:案一:取“精制II”过滤后的滤液少许于试管中,滴入氯化钙溶液,观察,如产生白色沉淀,则碳酸钠已过量.方案二:取“精制II”过滤后的滤液少许于试管中,滴入稀盐酸,观察,如产生气泡,则碳酸钠已过量. ⑤食盐与NH4HCO3反应是复分解反应,根据反应特点“两交换,价不变”判断,产物是氯化铵和碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度较小,易结晶析出,可视为沉淀,所以方程式为:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl. (4)【解析】 生成二氧化碳的质量为100g+5.6g-103.4g=2.2g 设样品中碳酸钠的质量为x Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O 106                44 x                 2.2g = x=5.3g 则该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 ×100%=94.6% 答:所求样品中碳酸钠的质量分数为94.6%. 故答案为:(1)化合; (2)①大; ②Ca(OH)2;Ca(OH)2+MgCl2═Ma(OH)2↓+CaCl2; ③CaCl2+Na2CO3═2NaCl+CaCO3↓;Ca(OH)2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓; ④方案一:取“精制II”过滤后的滤液少许于试管中,滴入氯化钙溶液,观察,如产生白色沉淀,则碳酸钠已过量. 方案二:取“精制II”过滤后的滤液少许于试管中,滴入稀盐酸,观察,如产生气泡,则碳酸钠已过量.(其他合理答案也可) ⑤NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl; (4)【解析】 生成二氧化碳的质量为100g+5.6g-103.4g=2.2g 设样品中碳酸钠的质量为x Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O 106                44 x                 2.2g = x=5.3g 则该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 ×100%=94.6% 答:所求样品中碳酸钠的质量分数为94.6%.
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考点分析:
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试验方法可能观察到的现象和结论
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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