【題目】工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中常含有Ca2+、Mg2+Fe3+、Cl-S等雜質(zhì),為了提純工業(yè)碳酸鈉,并獲得試劑級碳酸鈉的簡要工藝流程如圖:

已知:碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示:

1)熱的Na2CO3溶液有較強(qiáng)的去油污能力,其原因是(用離子方程式及必要的文字加以解釋______。

2趁熱過濾時的溫度應(yīng)控制在______

3)已知:Na2CO3·10H2Os=Na2CO3s+10H2Og) ΔH=+532.36 kJ· mol-1

Na2CO3·10H2Os=Na2CO3·H2Os+9H2Og) ΔH=+473.63kJ· mol-1

寫出Na2CO3·H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________。

4)有人從綠色化學(xué)角度設(shè)想將母液沿流程圖中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用,請你分析實(shí)際生產(chǎn)中是否可行:______,其理由是____________________

【答案】Na2CO3在溶液中存在水解平衡C+H2OHC+OH-,溶液呈堿性,當(dāng)溫度升高時水解平衡正向移動,使溶液堿性增強(qiáng),故去油污能力增強(qiáng) 36 ℃以上 Na2CO3·H2Os=Na2CO3s+H2Og) ΔH= +58.73 kJ·mol-1 不可行 母液循環(huán)使用,則溶液中cCl-)和cS)增大,最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)

【解析】

根據(jù)題中信息可知,工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中常含有Ca2+、Mg2+Fe3+、Cl-S等雜質(zhì),為了提純工業(yè)碳酸鈉,并獲得試劑級碳酸鈉,根據(jù)簡要工藝流程可知:首先將工業(yè)碳酸鈉溶解于水,然后加入適量的氫氧化鈉溶液將Ca2+、Mg2+Fe3+充分沉淀,過濾后將濾液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶,趁熱過濾后可得到Na2CO3·H2O,將Na2CO3·H2O加熱脫水, 得到試劑級碳酸鈉。

1Na2CO3在水溶液中可以水解使溶液呈堿性,熱的Na2CO3溶液有較強(qiáng)的的堿性,有較強(qiáng)的去油污能力。故答案是:Na2CO3在溶液中存在水解平衡C+H2OHC+OH-,溶液呈堿性,當(dāng)溫度升高時水解平衡正向移動,使溶液堿性增強(qiáng),故去油污能力增強(qiáng)。

2)由題中信息可知,碳酸鈉的飽和溶液在36 ℃以上析出的是流程中所得到的Na2CO3·H2O,故趁熱過濾時的溫度應(yīng)控制在36 ℃以上。

3)根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式①Na2CO3·10H2Os=Na2CO3s+10H2Og) ΔH=+532.36 kJ· mol-1和②Na2CO3·10H2Os=Na2CO3·H2Os+9H2Og) ΔH=+473.63kJ· mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,①-②可得Na2CO3·H2Os=Na2CO3s+H2Og),故其ΔH=+532.36 kJ· mol-1 -473.63kJ· mol-1=+58.73 kJ·mol-1,故Na2CO3·H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Na2CO3·H2Os=Na2CO3s+H2Og) ΔH= +58.73 kJ·mol-1

4)有人從綠色化學(xué)角度設(shè)想將母液沿流程圖中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用,這種想法在實(shí)際生產(chǎn)中是不可行的,其理由是:若母液循環(huán)使用,由于Cl-S沒有轉(zhuǎn)化為沉淀,則溶液中cCl-)和cS)會不斷增大,最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有氯化鈉和硫酸鈉雜質(zhì)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)中,能與酸反應(yīng),也能與堿反應(yīng),還能發(fā)生水解反應(yīng)的是(

;氨基酸;淀粉⑤蛋白質(zhì)⑥纖維素⑦

A.①②⑤B.③⑤⑦C.④⑤⑥D.①③⑦

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】稀土元素包括鈧、釔和鑭系(含Ce、Eu )17種元素, 是重要的戰(zhàn)略資源,我省稀土資源非常豐富.某彩色電視機(jī)顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢熒光粉末含 ( Eu2O3SiO2、Fe2O3、CeO2MnO 等物質(zhì)).某課題組以此粉末為原料, 設(shè)計如下工藝流程對資源進(jìn)行回收,得到較為純凈的CeO2Eu2O3 (氧化銪).

已知:CeO2 不溶于桸硫酸,也不溶于NaOH 溶液,Eu2O3可溶于稀硫酸

(1)往濾渣中加稀硫酸和H2O2進(jìn)行酸浸,反應(yīng)的離子方程式____________ 。為了提高酸浸率,可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度,但溫度偏高浸出率反而會減小,其原因是________________________________。

(2)有機(jī)物HR能將Ce3+從水溶液中萃取出來.該過程可表示為:Ce3+(水層)+3HR(有機(jī)層)CeR3(有機(jī)層)+3H+(水層)。向 CeR3(有機(jī)層)中加入稀硫酸進(jìn)行反萃取能獲得較純的含Ce3+水溶液,從平衡角度解釋其原因:________________________。

(3)流程中由含 Ce3+濾液生成Ce(OH)4的離子方程式____________________。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4 產(chǎn)品 0.52 g, 加硫酸溶解后,用濃度為 0.1000molL-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時,鈰被還原為Ce3+ , 消耗 24.00 mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中 Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

(5)已知含 Ce3+溶液也可以先加堿調(diào) pH后再通入氧氣氧化可得到Ce(OH)4。298K ,Ksp[Ce(OH)3]=5×10-20,若溶液中c(Ce3+)=0.05molL-1, 加堿調(diào)節(jié)pH _____Ce3+開始沉淀(忽略加堿過程中溶液體積變化).

(6)萃取劑對金屬離子的萃取率與 pH的關(guān)系如圖所示.流程中為了用萃取劑除去金屬雜質(zhì)離子,進(jìn)行萃取2 最適宜的pH _______(填選項(xiàng)序號).其原因是 _____。

A. 2.0 左右 B . 3.0 左右 C. 5.0 左右

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究硝酸與鐵反應(yīng)的產(chǎn)物。

文獻(xiàn)記載:

I.在濃硝酸和活潑金屬反應(yīng)過程中,隨著硝酸濃度的降低,其生成的產(chǎn)物有+4、+2、﹣3價等氮的化合物。

IIFeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) 。

IIINO2NO都能被KMnO4氧化吸收。

甲的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象記錄如下:

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

(1)打開彈簧夾,通入一段時間某氣體,關(guān)閉彈簧夾。

(2)打開分液漏斗活塞,將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中,關(guān)閉活塞。

無明顯現(xiàn)象。

(3)加熱燒瓶,反應(yīng)開始后停止加熱。

A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,一段時間后,氣體顏色逐漸變淺; B中溶液變棕色; C中溶液紫色變淺。

②反應(yīng)停止后,A中有固體剩余。

請回答下列問題:

(1)為排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾,操作(1)中通入的氣體可能是________________

(2)滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是__________________________。

(3)試寫出加熱燒瓶后A中有紅棕色氣體產(chǎn)生的化學(xué)方程式_______________。

(4)甲認(rèn)為B中溶液變棕色是因?yàn)?/span>A中有NO生成,你認(rèn)為甲的觀點(diǎn)對嗎_________(填正確或錯誤)?請結(jié)合方程式簡述原因 ________________________________。

(5)檢驗(yàn)是否生成﹣3價氮的化合物,應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氧化鉻(Cr2O3)的性質(zhì)獨(dú)特,在冶金、顏料等領(lǐng)域有著不可替代的地位。一種利用淀粉水熱還原鉻酸鈉制備氧化鉻的工藝流程如圖:

已知:①向含少量Na2CO3的鉻酸鈉堿性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的鉻酸鈉碳化母液。

還原反應(yīng)劇烈放熱,可制得Cr(OH)3漿料。

1)該工藝中還原反應(yīng)最初使用的是蔗糖或甲醛,后來改用價格低廉的淀粉。請寫出甲醛(HCHO)與鉻酸鈉(Na2CrO4)溶液反應(yīng)的離子方程式__。

2)將混合均勻的料液加入反應(yīng)釜,密閉攪拌,恒溫發(fā)生還原反應(yīng),下列有關(guān)說法錯誤的是__(填標(biāo)號)。

A.該反應(yīng)一定無需加熱即可進(jìn)行

B.必要時可使用冷卻水進(jìn)行溫度控制

C.鉻酸鈉可適當(dāng)過量,使淀粉充分反應(yīng)

D.應(yīng)建造廢水回收池,回收含鉻廢水

3)測得反應(yīng)完成后在不同恒溫溫度、不同碳化率下Cr()還原率如圖。實(shí)際生產(chǎn)過程中Cr()還原率可高達(dá)99.5%以上,還原階段采用的最佳反應(yīng)條件為_、__。

4)濾液中所含溶質(zhì)為__。該水熱法制備氧化鉻工藝的優(yōu)點(diǎn)有____(寫出兩條即可)。

5)由水熱法制備的氫氧化鉻為無定型氫氧化鉻[2Cr(OH)3H2O]。將洗滌并干燥后的氫氧化鉻濾餅充分煅燒,失去質(zhì)量與固體殘留質(zhì)量比為_。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在下圖點(diǎn)滴板上進(jìn)行四個溶液間反應(yīng)的小實(shí)驗(yàn),其對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(  )

A. a反應(yīng):Fe22HH2O2=Fe32H2O

B. b反應(yīng):HCO3-OH=CO32-H2O

C. c反應(yīng):HOH=H2O

D. d反應(yīng):Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH4+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關(guān)敘述正確的是

A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCl2與足量的NaOH溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,44.8 L NO與22.4 L O2混合后氣體中分子總數(shù)等于2NA

C. NO2和H2O反應(yīng)每生成2 mol HNO3時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA

D. 1 mol Fe在氧氣中充分燃燒失去3NA個電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示的裝置中,M為金屬活動性順序表中位于氫之前的金屬,N為石墨棒,下列關(guān)于此裝置的敘述中不正確的是

A.N上有氣體放出

B.M為負(fù)極,N為正極

C.是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

D.導(dǎo)線中有電流通過,電流方向是由MN

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NaClO、NaNO3Na2SO3等鈉鹽在多領(lǐng)域有著較廣的應(yīng)用。

1)上述三種鹽所涉及的五種元素中,半徑較小的原子是______________;原子核外最外層p亞層上電子自旋狀態(tài)只有一種的元素是_____________

2)堿性條件下,鋁粉可除去工業(yè)廢水中的NaNO2,處理過程中產(chǎn)生一種能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。產(chǎn)物中鋁元素的存在形式_____________(填化學(xué)符號);每摩爾鋁粉可處理_____________gNaNO2

3)新冠疫情發(fā)生后,有人用電解食鹽水自制NaClO消毒液,裝置如圖(電極都是石墨)。電極a應(yīng)接在直流電源的_____________極;該裝置中發(fā)生的化學(xué)方程式為_____________

4Na2SO3溶液中存在水解平衡+H2O+設(shè)計簡單實(shí)驗(yàn)證明該平衡存在__________________。0.1mol/L Na2SO3溶液先升溫再降溫,過程中(溶液體積變化不計)PH如下。

時刻

溫度/

25

30

40

25

PH

9.66

9.52

9.37

9.25

升溫過程中PH減小的原因是_____________;①與④相比;C()①____________④(填“>”“<”.

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