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纯碱是重要的化工原料,在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用。
(1)工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中Mg2+、Ca2+离子,从成本角度考虑加入试剂的化学式为
Ca(OH)2
Ca(OH)2
Na2CO3
Na2CO3
。某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,流程如图:

已知:几种盐的溶解度
NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl
溶解度(20℃,100gH2O时) 36.0 21.7 9.6 37.2
(2)①写出装置Ⅰ中反应的化学方程式
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl

②从平衡移动角度解释该反应发生的原因
在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌
NH
+
4
+OH-,CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++
HCO
-
3
,OH-与H+结合生成水,促进两平衡正向移动,使溶液中的
NH
+
4
HCO
-
3
浓度均增大,由于NaHCO3溶解度小,因此
HCO
-
3
与Na+结合生成NaHCO3,固体析出使得反应发生
在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌
NH
+
4
+OH-,CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++
HCO
-
3
,OH-与H+结合生成水,促进两平衡正向移动,使溶液中的
NH
+
4
HCO
-
3
浓度均增大,由于NaHCO3溶解度小,因此
HCO
-
3
与Na+结合生成NaHCO3,固体析出使得反应发生

(3)写出装置Ⅱ中发生反应的化学方程式
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2

(4)请结合化学用语说明装置Ⅲ中加入磨细的食盐粉及NH3的作用
在母液中含有大量的
NH
+
4
和Cl-,存在平衡NH4Cl(s)⇌
NH
+
4
+Cl-,通入氨气增大
NH
+
4
的浓度,加入磨细的食盐粉,增大Cl-的浓度,使上述平衡逆向移动,促使氯化铵结晶析出
在母液中含有大量的
NH
+
4
和Cl-,存在平衡NH4Cl(s)⇌
NH
+
4
+Cl-,通入氨气增大
NH
+
4
的浓度,加入磨细的食盐粉,增大Cl-的浓度,使上述平衡逆向移动,促使氯化铵结晶析出

(5)该流程中可循环利用的物质是
氯化钠和二氧化碳
氯化钠和二氧化碳

(6)制出的纯碱中含有杂质NaCl,为测定其纯度,下列方案中不可行的是
c
c

a.向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,测生成CaCO3的质量
b.向m克纯碱样品中加入足量稀H2SO4,干燥后测生成气体的体积
c.向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液,测生成沉淀的质量

【答案】Ca(OH)2;Na2CO3;NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl;在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌
NH
+
4
+OH-,CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++
HCO
-
3
,OH-与H+结合生成水,促进两平衡正向移动,使溶液中的
NH
+
4
HCO
-
3
浓度均增大,由于NaHCO3溶解度小,因此
HCO
-
3
与Na+结合生成NaHCO3,固体析出使得反应发生;2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑;在母液中含有大量的
NH
+
4
和Cl-,存在平衡NH4Cl(s)⇌
NH
+
4
+Cl-,通入氨气增大
NH
+
4
的浓度,加入磨细的食盐粉,增大Cl-的浓度,使上述平衡逆向移动,促使氯化铵结晶析出;氯化钠和二氧化碳;c
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:10引用:1难度:0.7
相似题
  • 1.以NaCl为原料,可制取纯碱。Na2CO3可用侯氏制碱法制取,主要涉及如下反应:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3
    Na2CO3+CO2↑+H2O,下列有关实验室模拟侯氏制碱法的实验原理和装置正确的是(  )
       
    A.制取CO2 B.制取NaHCO3 C.分离NaHCO3 D.制取Na2CO3

    发布:2024/12/8 18:0:1组卷:164引用:5难度:0.8
  • 2.“侯氏制碱法”的主要过程如图(部分物质已略去)。

    下列说法错误的是(  )

    发布:2024/12/8 0:0:1组卷:129引用:4难度:0.7
  • 3.氨碱法(索氏)和联合制碱法(侯氏)是两大重要的工业制碱法,下列表达正确的是(  )
    氨碱法 联合制碱法
    A 原料 食盐、氨气、生石灰 食盐、氨气、二氧化碳
    B 副产物 氯化钙 氯化铵
    C 循环物质 氨气、二氧化碳 氯化钠
    D 评价 原料易得、设备简单、能耗低 原料利用率高、废弃物少

    发布:2024/12/16 6:0:1组卷:38引用:2难度:0.8
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