(1) 实验室制备纯碱(Na2CO3)的主要步骤为:将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热,控制30—35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕,保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干,转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g / 100 g水)表
0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 100℃ | |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 39.8 |
NH4HCO3 | 11.9 | 15.8 | 21.0 | 27.0 | -① | - | - | - |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 | 16.4 | - |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.3 | 77.3 |
请回答:
①反应控制在30—35℃,是因为高于35℃NH4HCO3会分解,低于30℃则反应速率降低 ,为控制此温度范围,通常采取的加热方法为 ;
②加料完毕,保温30分钟,目的________________________ ;
③静置后只析出NaHCO3晶体的原因__________________________ ;
④过滤所得母液中含有NaHCO3、NaCl 、NH4Cl、NH4HCO3,加入适当试剂并作进一步处理,使 _________(填化学式)循环使用,回收得到NH4Cl晶体。
(2)我国科学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,使其更加先进,被称为侯德榜制碱法,生产流程为:
⑤沉淀池中反应的化学方程式: _______-_______ __ ;
⑥检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为: 。
⑦循环(I)中应该加入或通入物质的化学式为 。
①水浴加热 ②使反应充分进行 (或使NaHCO3晶体充分析出) ③NaHCO3的溶解度最小 ④NaCl ⑤NH3 + CO2 + H2O + NaClNH4Cl + NaHCO3↓或NH3 + CO2 + H2ONH4HCO3 ;NH4HCO3 + NaClNaHCO3↓+ NH4Cl ⑥可取少量试样溶于水,滴加过量稀硝酸,再滴加过量硝酸银,观察最终是否有沉淀 ⑦NH3
本题以侯德榜制碱法原理和溶解性表为载体考查考生的观察能力、实验设计的评价能力。(1)①由题意知,大于35℃时NH4HCO3分解,若低于30℃反应速率降低,要控制此温度范围应用水浴加热。②保温30分钟时为了使反应充分进行,提高原料的利用率和NaHCO3的产率。③由表可知,只析出NaHCO3晶体的原因是在在30℃~35℃时NaHCO3的溶解度最小。④过滤所得的母液中含有NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3,可以加HCl使之全部生成NaCl。
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熔点/℃ | 沸点/℃℃℃ | 密度/g?cm-3 | 其他 | |||||||||
黄磷 | 44.1 | 280.5 | 1.82 | 2P(过量)+3Cl2
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PCl3 | -112 | 75.5 | 1.574 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 | ||||||||
POCl3 | 2 | 105 3 | 1.675 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
2.75(c1v1-
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m |
2.75(c1v1-
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一定条件 |
时间/min | 0 | 30 | 70 | 80 | 100 |
n(CO2)/mol | 0.10 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.040 |
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