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(10分)某化学小组欲以CO2主要为原料,采用下图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取...

(10分)某化学小组欲以CO2主要为原料,采用下图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3,并对CO2与NaOH的反应进行探究。请你参与并完成对有关问题的解答。

【资料获悉】

1、“侯氏制碱法”原理:NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,然后再将NaHCO3制成Na2CO3

2Na2CO3与盐酸反应是分步进行Na2CO3先与盐酸反应生成NaHCO3然后再发生NaHCO3+HCl= NaCl+H2O +CO2

【实验设计】

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【实验探究】

(1)装置乙的作用是                                           

(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                         

(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g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下图所示。

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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)若将装置甲产生的纯净的CO22.24L(标准状况下)通入100mLNaOH溶液中,充分反应后,将溶液小心蒸干,得到不含结晶水的固体W,其质量为10.16g,则W的成分为          (填化学式),原NaOH溶液的物质的量浓度为            

 

(1)除去二氧化碳中的氯化氢气体(1分); (2)过滤(1分2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,(2分) (3)HCO3- (1分); 1:2 (1分); (4)Na2CO3、NaHCO3 (2分) 1.8mol/L(2分)。 【解析】 试题分析:(1)在装置甲中发生反应制取CO2气体,由于盐酸有挥发性,所以在CO2气体中含有杂质HCl,装置乙的作用是)除去二氧化碳中的氯化氢气体;(2)在装置丙中发生反应:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,产生的NaHCO3从溶液中要过滤出来,然后洗涤,灼烧发生分解反应:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,制取得到了Na2CO3。(3)向含有Na2CO3、NaHCO3的混合物中加入盐酸,会发生反应:Na2CO3+ HCl=NaCl+ NaHCO3 ,所以n(CO32-)会逐渐减少,当该反应恰好完全时,n(CO32-)=0,用b表示;n(HCO3-)首先会逐渐增多,当该反应恰好完全时,n(HCO3-)达到最大值,后会发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑n(HCO3-)由消耗而逐渐减少,最后为0 ,用c表示;而n(Na+)的物质的量始终保持不变,用a表示;n(Cl-)则会随着盐酸的加入而逐渐增多,因此用d表示;则曲线c对应的溶液中的离子是HCO3-;固体图示可知n(Na2CO3)=0.2mol,n(NaHCO3)= 0.3mol—0.2mol =0.1mol,该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是2:1;(4)n(CO2)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,将其通入100mLNaOH溶液中,若完全转化为Na2CO3,根据C守恒可得质量是0.1mol×106g/mol=10.6g,若完全转化为NaHCO3,其质量是0.1mol×84g/mol=8.4g,现在得到的固体质量是10.6g>10.16g>8.4g,说明是Na2CO3、NaHCO3 的混合物,假设在混合物中Na2CO3、NaHCO3 的物质的量分别是x、y,则根据C守恒可得x+y=0.1;根据质量守恒可得106x+84y=10.16,解得x=0.08mol,y=0.02mol,所以根据Na元素守恒可得n(NaOH)=2 n(Na2CO3)+ n(NaHCO3)=2×0.08mol+0.02mol=0.18mol,所以c(NaOH)= 0.18mol÷0.1L=1.8mol/L。 考点:考查模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3及对CO2与NaOH的反应的产物成分的测定的知识。  
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考点分析:
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(6分)下图中A~H均为中学化学中常见的物质,它们之间有如下转化关系。其中A、C均为金属单质,C与水反应生成D和最轻的气体,D、H的焰色反应均呈黄色,在通常状况下E(氢氧化物)跟NaOH或盐酸均可发生复分解反应。(反应过程中生成的水及其他产物已略去)

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请回答以下问题:

(1)A的原子结构示意图               F是        。(填化学式)

(2)请写出反应C→D的化学方程式,并用单线桥法或双线桥法标明该反应中电子转移的方向和数目:                                           

(3)写出E转化为G的离子方程式                                           

 

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(15分)本题为选做题,包括A、B两题。选学《化学与生活》模块的考生答A题,选学《有机化学基础》模块的考生答B题,每位考生只可选做1题。若两题都作答,则以A题计分。

A.《化学与生活》生活中处处有化学。

(1)合理选择饮食、正确使用药物是保证身心健康的重要方面,请填写下列空格。

①维生素C能促进人体生长发育。下列富含维生素C的是      (填字母)。

A.牛肉           B.辣椒               C.鸡蛋

②缺乏某种微量元素将导致甲状腺肿大,且造成智力损害,该微量元素是   

A.碘             B.铁                 C.钙

③人体内蛋白质在蛋白酶作用下,水解为      ,在鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液有沉淀析出的过程称为     

④使用青霉素可能会产生过敏,在用药前患者一定要进行     

(2)材料是人类赖以生存的重要物质基础,而化学是材料科学发展的基础。请填写下列空格。

①生活中的                   属于传统无机硅酸盐材料。(常见的三大类)

②合金材料钢铁里的Fe和C在潮湿的空气中因构成许多原电池而易发生电化学腐蚀,负极反应方程式为                  

③居室装修材料如化纤地毯、三合板等均会释放出污染空气的     气体。

④在原子反应堆中得以广泛应用的钠钾合金在常温下呈液态,说明合金的熔点比其各成分金属的熔点     。(选填“高”或“低”)

⑤现代以石油化工为基础的三大合成材料是                  

(3)保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识,人与自然要和谐相处。

①2013年,全国多个省市出现严重的雾霾天气。导致雾霾形成的主要污染物是    (填字母);  

A.O2             B.CO2               C.PM2.5

②pH<    的雨水称为酸雨;向煤中加入适量的  ,可以大大减少燃物产物中SO2的量。

③在处理的废水时,需先加入明矾,明矾起净水作用的离子方程式为              

④漂白粉可用于生活用水的杀菌消毒,工业上利用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式是            

 

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甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为

A.5.4 g        B.3.6 g

C.2.7 g        D.1.8 g

 

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区分碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法中(相同条件下),错误的是

A.加热,观察是否有气体放出

B.滴加稀盐酸,比较产生气体的快慢

C.溶于水后加氢氧化钙,看有无沉淀

D.加热后称量,看质量是否变化

 

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用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是

A.在标准状况下22.4L H2O中含有氢原子的个数为2NA

B.2.7g 铝与足量的盐酸反应时失去的电子数为0.3NA

C.1mol/L NaCl溶液中含有钠离子的个数为NA   

D.常温常压下,11.2 L氧气含有的原子数目为NA

 

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试题属性

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