某制堿廠以巖鹽水為主要原料生產(chǎn)純堿(Na2CO3)和其他副產(chǎn)品。
(一)有關(guān)資料
原料巖鹽水主要是含NaCl,此外還含有較多Na2SO4,以及少量CaCl2和MgCl2。
上述幾種物質(zhì)在不同溫度時的溶解度數(shù)據(jù)如下表:
溫度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
|
溶 解 度 /g |
NaCl |
35.7 |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
Na2SO4 |
4.5 |
9.6 |
20.2 |
40.8 |
48.4 |
|
CaCl2 |
59.5 |
65.0 |
74.5 |
100 |
116 |
|
MgCl2 |
52.9 |
53.8 |
54.8 |
56.0 |
58.0 |
(1)10℃時,飽和Na2SO4溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是 (精確到0.1 %)。
(二)生產(chǎn)工藝
經(jīng)上述處理后得到主產(chǎn)品:工業(yè)純堿,副產(chǎn)品:A晶體。
(2)“降溫”的目的是析出副產(chǎn)品“A晶體”,A的化學式是 ;
(3)反應(yīng)器中的反應(yīng)為:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。再將NaHCO3晶體轉(zhuǎn)移出來后,加熱所得固體即為工業(yè)純堿。在整個生產(chǎn)工藝中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是 ,可重復(fù)利用的是 (水除外,只需一種);
(4)在反應(yīng)器中總是先通氨氣,后通二氧化碳,原因是 。
(三)工業(yè)純堿中雜質(zhì)的判斷:
(5)已知:NH4Cl NH3↑+HCl↑
實驗步驟:①取一定質(zhì)量的純堿樣品,經(jīng)多次充分加熱后再稱重,發(fā)現(xiàn)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。
由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質(zhì) (寫化學式)。
(四)含量測定
(6)稱取純堿樣品21.3g于燒杯中,加入適量水將其溶解, 然后逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸并不斷用玻璃棒攪拌。先發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HCl=NaHCO3+ NaCl;后發(fā)生反應(yīng):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(不考慮CO2的溶解),請你根據(jù)圖甲提供的信息計算檢測過程中產(chǎn)生CO2的質(zhì)量 。
(7)請通過計算并結(jié)合左表判斷此純堿樣品等級為 品。
(1)8.8%
(2)Na2SO4
(3)置換反應(yīng) CO2或NaCl
(4)因為氨氣溶解度大,形成堿性環(huán)境便于二氧化碳溶解(可降低要求,如只答第一句)
(5)NaCl
(6)8.8g
(7)99.5% 優(yōu)等品
【解析】
試題分析:(1)10℃時,飽和Na2SO4溶液的溶解度為9.6g,也就是說在此溫度下100g純水中最多溶解9.6g Na2SO4,質(zhì)量分數(shù)為;(2)根據(jù)圖示可知,A為硫酸鈉;(3)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl是個總反應(yīng),涉及到化合反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng),碳酸氫鈉受熱分解的反應(yīng)屬于分解反應(yīng),沒有涉及到的反應(yīng)類型是置換反應(yīng);(4)二氧化碳在水中的溶解度較小,氨氣在水中的溶解度較大,先通氨氣可以使水呈堿性,有助于增大二氧化碳的溶解,從而增大了產(chǎn)量;(5)加入稀硝酸和硝酸銀能產(chǎn)生白色沉淀,說明有氯離子,可確定純堿樣品含有雜質(zhì)氯化鈉;(6)根據(jù)題意,反應(yīng)分為兩步進行,由圖可知,鹽酸加入質(zhì)量在50g到100g間時溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)變化減小,說明這個過程發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑,設(shè)生成的二氧化碳質(zhì)量為g,總反應(yīng)方程式為
Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2↑
73 44
,解得,所以生成二氧化碳的質(zhì)量為8.8g;
(7)設(shè)消耗碳酸鈉的質(zhì)量為g,有
Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2↑
106 73
,解得
碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為:
對比表格的標準可知,為優(yōu)等品。
考點:化學方程式的計算
點評:本題較為綜合,是集實驗探究和化學方程式計算于一體的題目,題目較為冗長,屬于較難的題目,在中考中常作為壓軸題出現(xiàn)。
科目:初中化學 來源: 題型:
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科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解
溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
溶 | 氯化鈉 | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
解 | 硫酸鈉 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 |
度 | 氯化鈣 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 |
/g | 氯化鎂 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 |
所加鹽酸的次數(shù) | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
鹽酸的質(zhì)量 | 25 | 25 | 25 | 25 |
燒杯及所盛物質(zhì)總質(zhì)量 | 180.3 | 202.6 | 226.4 | 251.4 |
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溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
溶解度/g | 氯化鈉 | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
硫酸鈉 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 | |
氯化鈣 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 | |
氯化鎂 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 |
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溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
溶 解 度 /g |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
Na2SO4 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 | |
CaCl2 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 | |
MgCl2 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 |
工業(yè)純堿標準(Na 2CO3%≥) | ||
優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 |
99.2 | 98.8 | 98.0 |
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科目:初中化學 來源: 題型:
溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
溶 解 度 /g |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
Na2SO4 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 | |
CaCl2 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 | |
MgCl2 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 |
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