某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱(Na
2CO
3)和其他副产品.
(一)有关资料
原料岩盐水主要是含NaCl,此外还含有较多Na
2SO
4,以及少量CaCl
2和MgCl
2.
上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表:
温度/℃ | | 10 | 20 | 30 | 40 |
溶 解 度 /g | NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
Na2SO4 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 |
CaCl2 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 |
MgCl2 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 |
(1)10℃时,饱和Na
2SO
4溶液中溶质的质量分数是
(精确到0.1%).
(二)生产工艺
(2)“降温”的目的是析出副产品“A晶体”,A的化学式是
;
(3)反应器中的反应为:NaCl+NH
3+CO
2+H
2O=NaHCO
3↓+NH
4Cl.再将NaHCO
3晶体转移出来后,加热所得固体即为工业纯碱.在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是
,可重复利用的是
(水除外,只需一种);
(4)在反应器中总是先通氨气,后通二氧化碳,原因是
.
(三)工业纯碱中杂质的判断:
(5)已知:NH
4Cl NH
3↑+HCl↑
实验步骤:
①取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后再称重,发现质量无变化;
②另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO
3,再滴加AgNO
3溶液,有白色沉淀.
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
(写化学式).
(四)含量测定
(6)称取纯碱样品21.3g于烧杯中,加入适量水将其溶解,然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌.先发生反应:Na
2CO
3+HCl=NaHCO
3+NaCl;后发生反应:NaHCO
3+HCl=NaCl+H
2O+CO
2↑.在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图所示(不考虑CO
2的溶解),请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO
2的质量
.
(7)请通过计算并结合表判断此纯碱样品等级为
品.
工业纯碱标准(Na 2CO3%≥) |
优等品 | 一等品 | 合格品 |
99.2 | 98.8 | 98.0 |
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