Question

6．Ⅰ．現(xiàn)代工業(yè)常以氯化鈉為原料制備純堿，部分工藝流程如下：

已知NaHCO₃在低溫下溶解度較小．
（1）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（2）處理母液的兩種方法：
（1）向母液中加入石灰乳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，目的是使NH₃循環(huán)利用．
（2）向母液中通入NH₃，加入細(xì)小的食鹽顆粒并降溫，可得到NH₄Cl晶體．
Ⅱ．某化學(xué)小組模擬“侯氏制堿法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等為原料以及如圖所示裝置制取NaHCO₃，然后再將NaHCO₃制成Na₂CO₃．

（3）裝置丙中冷水的作用是冷卻，使碳酸氫鈉晶體析出；由裝置丙中產(chǎn)生的NaHCO₃制取Na₂CO₃時，需要進(jìn)行的實驗操作有過濾、洗滌、灼燒．
若灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進(jìn)行了以下探究．
取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，溶液中有關(guān)離子的物質(zhì)的量的變化如圖所示．

（4）曲線c對應(yīng)的溶液中的離子是HCO₃^-（填離子符號）；該樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量分別是0.1mol、0.2mol．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)制純堿的原理可知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式；
（2）①根據(jù)流程可知，母液中含有氯化銨，加入石灰乳后可以生成氨氣，；
②根據(jù)氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析，溶液堿性增強(qiáng)，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，加入細(xì)小的食鹽顆粒，增大氯離子的濃度，可得到NH₄Cl晶體；
（3）溫度越低，NaHCO₃的溶解度越小，降低NaHCO₃的溶解度，使之更易析出，然后過濾、洗滌、灼燒；
（4）混合物是碳酸鈉和碳酸氫鈉，滴入鹽酸發(fā)生反應(yīng)CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；依據(jù)圖象分析碳酸根離子減小，碳酸氫根離子增多．

解答 解：（1）根據(jù)制純堿的原理可知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）①根據(jù)流程可知，母液中含有氯化銨，加入石灰乳后可以生成氨氣，方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；NH₃；
②根據(jù)氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析，溶液堿性增強(qiáng)，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，加入細(xì)小的食鹽顆粒，增大氯離子的濃度，可得到NH₄Cl晶體，故答案為：通入NH₃，加入細(xì)小的食鹽顆粒；
（3）NaHCO₃的溶解度隨著溫度的降低而減小，故用冷水可以使溶液冷卻，降低NaHCO₃的溶解度，使之更易析出，然后過濾、洗滌、灼燒，
故答案為：冷卻，使NaHCO₃晶體析出；過濾；
（4）若在（3）中灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進(jìn)行了研究．取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，發(fā)生反應(yīng) CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；  HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；溶液中有關(guān)離子的物質(zhì)的量的變化為：碳酸根離子減小，碳酸氫根離子濃度增大，當(dāng)碳酸根離子全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子，再滴入鹽酸和碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳，碳酸氫根離子減小，在此過程中，Na⁺不參與反應(yīng)，物質(zhì)的量一直不變，故a曲線表示的是Na⁺濃度的變化；所以c曲線表示的是碳酸氫根離子物質(zhì)的量變化；碳酸根離子物質(zhì)的量0.2mol；碳酸氫根離子物質(zhì)的量為0.1mol，故答案為：HCO₃^-；0.1；0.2．

點評 本題考查了工業(yè)制純堿的原理分析，生產(chǎn)過程中的物質(zhì)變化，混合物成分的分析判斷和計算應(yīng)用，實驗過程分析，除雜操作，尾氣吸收，圖象定量分析判斷，題目難度中等．