Question

Na₂CO₃的制取方法及綜合探究
（1）我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)流程可簡要表示如下：
①向飽和食鹽水中依次通入足量的NH₃、CO₂（氨堿法），而不先通CO₂再通NH₃的原因是

 

②從生產(chǎn)流程圖可知，可循環(huán)利用的物質(zhì)是

 

③寫出沉淀池中、煅燒爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（2）如何用CO₂和50mL 2mol?L^-1NaOH溶液制取50mL 1mol?L^-1Na₂CO₃溶液？
①寫出簡要的實驗步驟

 

②寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

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Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）,制備實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：（1）①從CO₂在水中打的溶解度不大、而NH₃極易溶于水來分析；
②聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應(yīng)式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，沉淀池中得到的為碳酸氫鈉，加熱分解生成碳酸鈉、水和CO₂；
③飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；高溫下，碳酸氫鈉不穩(wěn)定易分解；
（2）①由于CO₂氣體在通入NaOH溶液過程中極易生成NaHCO₃，且無明顯現(xiàn)象，而NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，據(jù)此分析；
②根據(jù)配制過程來寫出化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）①氨氣極易溶于水，而二氧化碳微溶于水，先通入氨氣，溶液呈堿性，再通入二氧化碳?xì)怏w可之更多地轉(zhuǎn)化為HCO₃^-，故答案為：因為NH₃極易溶于水且溶液呈弱減性，再通入CO₂使之更多地轉(zhuǎn)化為HCO₃^-；
②在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應(yīng)的原料同時也是反應(yīng)的副產(chǎn)物，可以循環(huán)利用，故答案為：CO₂；
③在沉淀池氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；碳酸氫鈉不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）①由于CO₂氣體在通入NaOH溶液過程中極易生成NaHCO₃，且無明顯現(xiàn)象，而NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，故可以取25 mL NaOH溶液通入過量的CO₂氣體使其轉(zhuǎn)化為NaHCO₃，
在排出二氧化碳后，然后在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使溶液充分混合即得純的碳酸鈉．
故答案為：a、取25 mL NaOH溶液通入過量的CO₂氣體，至CO₂不再溶解；　　
b、小心煮沸溶液1～2分鐘，排出溶液中溶解的CO₂氣體；
c、在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使溶液充分混合即得純的碳酸鈉；
②根據(jù)實驗步驟可知，在NaOH溶液通入過量的CO₂氣體時發(fā)生反應(yīng)：NaOH+CO₂=NaHCO₃；
得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液時，發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

點評：本題考查較為綜合，涉及食鹽的工業(yè)應(yīng)用，注意把握工業(yè)制備原理和操作流程，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答該題，牢固把握相關(guān)基礎(chǔ)知識是解答該類題目的關(guān)鍵，題目難度不大．