Question

5．工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：
完成下列填空：
（1）粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)（沉淀劑A來源與石灰窯廠），寫出A、B的化學(xué)式：ACa（OH）₂或CaO、BNa₂CO₃．
（2）實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)操作依次為：取樣、溶解沉淀、過濾、蒸發(fā)冷卻結(jié)晶、過濾、烘干．
（3）工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是有晶體析出（或出現(xiàn)渾濁）．碳酸化時(shí)沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大．
（4）碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是NH₄Cl（填寫化學(xué)式），檢驗(yàn)這一成分的陰離子的具體方法是：取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子．
（5）氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨．加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O濾液D加石灰水前先要加熱，原因是防止加石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀．
（6）產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉，現(xiàn)用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，樣品質(zhì)量為m₁，加熱后剩余固體質(zhì)量為m₂，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為$\frac{84（{m}_{1}-{m}_{2}）}{31{m}_{1}}$．

Answer 1

分析 本題是利用粗鹽提純得到的精制食鹽水中，通往氨氣到飽和后再通CO₂，依據(jù)侯氏制堿法原理，會(huì)有碳酸氫鈉沉淀生成，過濾洗滌干燥后將碳酸氫鈉加熱分解得到純堿，可結(jié)合流程進(jìn)行分析；
（1）根據(jù)題意A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰，再結(jié)合粗鹽溶液里含有Mg²⁺、Ca²⁺來分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的整個(gè)操作過程來回答；
（3）根據(jù)物質(zhì)的溶解性結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)來回答；
（4）根據(jù)題意知道通入二氧化碳后主要發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)結(jié)合質(zhì)量守恒定律得知溶液中主要是NH₄Cl，氯離子的檢驗(yàn)可以用硝酸酸化的硝酸銀；
（4）根據(jù)銨鹽和強(qiáng)堿的反應(yīng)實(shí)質(zhì)來寫反應(yīng)，根據(jù)碳酸氫鈉能和石灰水反應(yīng)進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)碳酸氫鈉受熱易分解和碳酸鈉受熱穩(wěn)定的性質(zhì)來回答．

解答 解：（1）沉淀劑A源于石灰窯，說明其是生石灰或熟石灰；粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去，故答案為：Ca（OH）₂或CaO；Na₂CO₃；
（2）實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的整個(gè)操作過程為：取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、烘干幾步，故答案為：溶解；過濾；蒸發(fā)；過濾；
（3）純堿生產(chǎn)中碳酸化時(shí)，會(huì)看到溶液中析出晶體，這是由于碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉，故答案為：有晶體析出（或出現(xiàn)渾濁）；碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大；
（4）根據(jù)操作過程，氨化后通入二氧化碳的溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂O+CO₂+NH₃+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl，最終得到NH₄Cl還有碳酸氫鈉等，碳酸氫鈉溶解度很小而結(jié)晶，故酸化后濾液的主要成分是NH₄Cl；檢驗(yàn)其中的氯離子時(shí)，要經(jīng)過取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子，故答案為：NH₄Cl；取樣，加硝酸酸化，加硝酸銀，有白色沉淀，該陰離子是氯離子；
（5）濾液中主要含有的是氯化銨，其和石灰水反應(yīng)時(shí)：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉，故此加石灰水前先加熱，是為防止加石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；防止加石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；
（6）假設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m₁，加熱后的質(zhì)量為m₂，則加熱損失的質(zhì)量為：m₁-m₂，則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為：84（m₁-m₂）/31m₁；故純堿中含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{84（{m}_{1}-{m}_{2}）}{31{m}_{1}}$，故答案為：$\frac{84（{m}_{1}-{m}_{2}）}{31{m}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了物質(zhì)的提純、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等知識(shí)．