Question

【題目】我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示為下圖所示

（1）侯氏制堿法又稱___________，副產(chǎn)品的一種用途為____________ .

（2）寫出上述流程中 X 物質(zhì)的分子式________。

（3）為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水中，再滴加_________。

（4）請簡述與索爾維法相比，侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：____。

（5）如圖是在實(shí)驗(yàn)室中模擬“氨堿法”制取 NaHCO3 的部分裝置。

完成下列填空：

仔細(xì)觀察兩只通氣導(dǎo)管內(nèi)所處的位置，由此推斷：

氣體 a 為_____，氣體 b 為_________；兩者的通入次序?yàn)?/span>_____。 為防止尾氣污染，c 中可放入蘸_____溶液的脫脂棉。

（6）氣體 a 與 b 均可用如圖裝置進(jìn)行制備。 當(dāng)錐形瓶中固體為生石灰時(shí)，分液漏斗中應(yīng)盛放_________。 用該裝置制備另一種氣體的方法是：_____（用離子方程式表示）。

（7）反應(yīng)過程中可以看到裝置飽和食鹽水中有晶體逐漸析出，寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

（8）反應(yīng)過程中采用水浴加熱，其優(yōu)勢是_____。

水浴溫度維持在 42℃左右，溫度過低，反應(yīng)速率太慢，不利于晶體析出；溫度過高，_____，也不利于晶體析出。

（9）反應(yīng)結(jié)束后，將熱水浴換成冰水浴，冷卻 15min 左右再進(jìn)行過濾，目的是：_________。

（10）得到的 NaHCO3 晶體中會(huì)含有少量 NaCl 雜質(zhì)，可采用如下方法進(jìn)行純度測定：

該試樣中 NaHCO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____（精確到 0.01）。若稱量操作無誤，但最終測定結(jié)果的相對誤差為 1.5%，寫出可能導(dǎo)致該結(jié)果的一種情況：___________。

Answer 1

【答案】聯(lián)合制堿法做化肥CO2硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察產(chǎn)生白色沉淀使 NH4Cl 析出，可作氮肥；減少無用的 CaCl2 生成，原料 NaCl 充分利用氨氣二氧化碳先通 a 再通 b硫酸濃氨水CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2ONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl加熱平穩(wěn)，便于控制溫度 產(chǎn)物溶解度高增加碳酸氫鈉的析出率，提高產(chǎn)率0.94產(chǎn)物水分未完全蒸干等

【解析】

(1)目前工業(yè)制堿方法有二：氨堿法和聯(lián)合制堿法；題中方法由我們侯德榜所創(chuàng)，稱為侯氏制堿法,也稱為聯(lián)合制堿法,反應(yīng)方程式為NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，得到碳酸氫鈉同時(shí)得到氯化銨，故副產(chǎn)物為氯化銨，氯化銨可用來制作化肥；因此，本題正確答案是:聯(lián)合制堿法，做化肥。

(2) 在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應(yīng)的原料同時(shí)也是反應(yīng)的副產(chǎn)物,可以循環(huán)利用；因此，本題正確答案是: CO2 。

(3)檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉即檢驗(yàn)是否含氯離子，可以用硝酸酸化的硝酸銀，觀察到若產(chǎn)生白色沉淀，則說明有氯化鈉存在；因此，本題正確答案是: 硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察產(chǎn)生白色沉淀。

（4）索爾維法制堿法缺點(diǎn)：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，約有30%的NaCl留在母液中；侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)：原料利用率高，副產(chǎn)物能夠做化肥，減少無用物質(zhì)的生成；正確答案：使 NH4Cl 析出，可作氮肥；減少無用的 CaCl2 生成，原料 NaCl 充分利用。

（5）氨氣極易溶于水，二氧化碳溶于水，溶解度相對較小，為有利于二氧化碳的溶解，則通二氧化碳的導(dǎo)氣管伸入液面之下，且先通入氨氣，形成堿性溶液，吸收二氧化碳；氨氣不能排放空氣中，用稀硫酸吸收；正確答案：氨氣；二氧化碳；先通a再通b；稀硫酸。

（6）圖2裝置為固液不加熱型制備氨氣，可選用向濃氨水中加入生石灰制取氨氣；當(dāng)錐形瓶中固體為生石灰時(shí)，分液漏斗中應(yīng)盛放濃氨水； 可以向大理石中加入稀鹽酸制備二氧化碳?xì)怏w，離子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;正確答案：濃氨水 ；CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。

（7）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，化學(xué)方程式為：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；正確答案：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。

（8）水浴加熱有利于加熱平穩(wěn)，便于控制溫度；水浴溫度維持在42℃左右，溫度過低，反應(yīng)速率太慢，不利于晶體析出；溫度過高，產(chǎn)物的溶解度大，不利于晶體析出；正確答案：加熱平穩(wěn)，便于控制溫度； 產(chǎn)物溶解度高。

（9）碳酸氫鈉的溶解度隨溫度的降低而降低，反應(yīng)結(jié)束后，將熱水浴換成冰水浴，冷卻15min左右再進(jìn)行過濾，目的是增加碳酸氫鈉的析出率，提高產(chǎn)率；正確答案：增加碳酸氫鈉的析出率，提高產(chǎn)率。

（10）設(shè)樣品中NaHCO3、NaCl的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則84x+58.5y=8.060，加入鹽酸，NaHCO3與鹽酸反應(yīng)得到氯化鈉，最終蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉固體質(zhì)量5.765g,整個(gè)反應(yīng)過程遵循鈉原子的量守恒：x+y=5.765/58.5，解上述兩個(gè)方程，得到：x=0.09mol,y=0.009mol,所以該試樣中 NaHCO3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09×84/8.060×100%=94%=0.94；若稱量操作無誤，但最終測定結(jié)果的相對誤差為 1.5%，說明比實(shí)際誤差偏大，則可能產(chǎn)物水分未完全蒸；正確答案：0.94；產(chǎn)物水分未完全蒸。