Question

聯(lián)合制堿法也稱侯德榜制堿法，生產(chǎn)原料為空氣、焦炭、水和氯化鈉，其生產(chǎn)流程如圖1：

已知幾種鹽的溶解度（g/100gH₂O）如下表：

鹽	NaCl	NH4Cl	NaHCO3	NH4HCO3	Na2CO3?10H2O
10℃	35.8	33.3	8.1	15.8	12.5
20℃	36.0	37.2	9.6	21	21.5

回答下列問題：
（1）合成氨的原料有：

 

．
（2）寫出沉淀池中的離子方程式

 

；生成沉淀的原因有（填編號）

 

．
a．反應體系中NaHCO₃溶解度最小
b．反應消耗了溶劑H₂O
c．生成NaHCO₃的質(zhì)量比NaCl多
（3）從母液中分離出NH₄Cl，加入NaCl通入NH₃的原因是

 

；不析出NaHCO₃和NH₄HCO₃的原因

 

．
（4）制得的純堿中含有少量NaCl，為測定純堿樣品中Na₂CO₃的含量．現(xiàn)準確稱取mg樣品，利用圖2實驗裝置，根據(jù)反應前后U型管的質(zhì)量差來測定樣品中Na₂CO₃的含量，你認為是否合理？

 

．若不合理，其原因是

 

（若合理，此空不需回答）．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗題

分析：（1）氨氣和氫氣來合成氨氣，氮氣來自空氣，氫氣來自焦炭和水的反應產(chǎn)物；
（2）根據(jù)聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，根據(jù)侯氏制堿法的原理來回答；
（3）根據(jù)離子的濃度大小以及離子之間的轉(zhuǎn)化知識來回答；
（4）向碳酸鈉中滴加鹽酸會產(chǎn)生二氧化碳，但是揮發(fā)出的鹽酸能被堿石灰吸收，影響實驗結(jié)果．

解答： 解：（1）氨氣和氫氣來合成氨氣，氮氣來自空氣，氫氣來自焦炭和水的反應產(chǎn)物，即合成氨的原料有空氣、焦炭、水，
故答案為：空氣、焦炭、水；                               
（2）沉淀池中發(fā)生的化學反應為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，離子方程式為：Na⁺+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄⁺，反應體系中NaHCO₃溶解度最小，并且反應消耗了溶劑H₂O，此外生成NaHCO₃的質(zhì)量比NaCl多，這些都是碳酸氫鈉沉淀的原因，
故答案為：Na⁺+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄⁺；abc；  
（3）從母液中分離出NH₄Cl，加入NaCl通入NH₃，這樣做的原因是增加Cl^-濃度和NH₄⁺濃度，以利析出NH₄Cl，析出NaHCO₃固體后，母液中HCO₃^-濃度較小，且通入NH₃將HCO₃^-轉(zhuǎn)化為CO₃^2-，不析出NaHCO₃和NH₄HCO₃，
故答案為：增加Cl^-濃度和NH₄⁺濃度，以利析出NH₄Cl；析出NaHCO₃固體后，母液中HCO₃^-濃度較小，且通入NH₃將HCO₃^-轉(zhuǎn)化為CO₃^2-；
（4）實驗原理是根據(jù)堿石灰增加的質(zhì)量即為二氧化碳的質(zhì)量，結(jié)合碳酸鈉和鹽酸反應的方程式來進行測定，得到碳酸鈉的質(zhì)量的，但是反應后的CO₂不能被U型管中堿石灰全部吸收，以及鹽酸揮發(fā)的HCl使U型管中堿石灰增重都會導致實驗誤差，故答案為：反應后的CO₂不能被U型管中堿石灰全部吸收；鹽酸揮發(fā)的HCl使U型管中堿石灰增重．

點評：本題主要考察了聯(lián)合制堿法的原料、原理以及物質(zhì)的含量測定等知識，屬于綜合知識的考查題，難度不大．