Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究。

（產(chǎn)品與原理）該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品——純堿（Na2CO3）和化肥NH4Cl。

生產(chǎn)原理是：將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反應(yīng)為：NaCl（飽和）+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl；分離出NaHCO3晶體，加熱制得純堿。

（生產(chǎn)流程）

（相關(guān)資料）

（1） NH4Cl NH3↑+HCl↑

（2） 已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質(zhì)	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

（問題討論）:

（1）氨堿工業(yè)最關(guān)鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液中會(huì)有碳酸氫鈉晶體析出。試分析該流程需要加壓條件的原因是：________。流程中加入過量氫氧化鈉目的是________。操作II的名稱叫________。

（2）反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式：________________。

（3）反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為：_________________________________。

（4）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是________（填序號(hào)）。

A 氣體C B 溶液D C 氫氧化鎂 D 化肥NH4Cl

（5）在氨堿工業(yè)處理剩余的氯化銨溶液時(shí)。為何不直接蒸發(fā)結(jié)晶析出氯化銨固體?_________。

（組成確定）

（1）稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無變化。

（2）另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì)________（寫化學(xué)式）。

（3）某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)剛生產(chǎn)出的純堿產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。取22克該樣品于燒杯中，加水將其溶解，然后逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸并不斷振蕩。

首先發(fā)生的反應(yīng)是：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；然后發(fā)生的反應(yīng)是：NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑；

在上述過程中燒杯中溶液質(zhì)量與加入稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系如圖甲所示。

請(qǐng)你根據(jù)圖甲提供的信息，計(jì)算出反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量________；計(jì)算該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(計(jì)算結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)

Answer 1

【答案】增大二氧化碳在水中的溶解度 除去粗鹽中的氯化鎂 過濾 或 AB 氯化銨受熱易分解，所以不直接蒸發(fā)結(jié)晶析出氯化銨固體 NaCl 8.8g 96.4%

【解析】

氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，碳酸氫鈉加熱生成碳酸鈉、水和二氧化碳，碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳。

（1）氨堿工業(yè)最關(guān)鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液中會(huì)有碳酸氫鈉晶體析出，壓強(qiáng)越大,氣體溶解度越大，流程需要加壓條件的原因是增大二氧化碳在水中的溶解度，氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，故流程中加入過量氫氧化鈉目的是除去粗鹽中的氯化鎂，操作II是將晶體和液體分離，名稱是過濾。

（2）反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)是氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為或。

（3）反應(yīng)③是碳酸氫鈉加熱生成碳酸鈉、水和二氧化碳，故得到純堿的化學(xué)方程式為。

（4）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是氣體C二氧化碳，溶液D氯化鈉，故選AB。

（5）在氨堿工業(yè)處理剩余的氯化銨溶液時(shí)，氯化銨受熱易分解，所以不直接蒸發(fā)結(jié)晶析出氯化銨固體。

[組成確定]

（2）根據(jù)“滴加AgNO3溶液，有白色沉淀”，則一定含有氯離子，向該溶液中加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，故純堿樣品含有雜質(zhì)氯化鈉，化學(xué)式為NaCl。

（3）由圖甲可以看出，當(dāng)加入鹽酸的量為50g時(shí)開始產(chǎn)生二氧化碳，當(dāng)加入鹽酸的量為100g時(shí)不再生成二氧化碳，設(shè)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為x

與碳酸鈉反應(yīng)的鹽酸共有100g，設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為y

樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為