Question

坐落在沿海地區(qū)的某純堿廠是我國重點大型企業(yè)，其生產(chǎn)工藝流程可簡要表示如圖所示：

（1）上述生產(chǎn)純堿的方法稱

 

；副產(chǎn)品的一種用途為

 

．
（2）使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了

 

（填上述流程中的編號）的循環(huán)．從沉淀池中取出沉淀的操作所需玻璃儀器有燒杯、

 

等．
（3）母液中含有NaCl、NH₄Cl、

 

（以化學式表示）．向母液中通入氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有

 

硫酸銅晶體（CuSO₄?xH₂O），采用加熱法測定該晶體中結晶水x的值，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

坩堝質量	坩堝與晶體總質量	加熱后坩堝與固體總質量
		第一次稱量	第二次稱量
11.710g	22.700g	18.621g	a

（4）若無需再進行第三次稱量，則a的數(shù)值范圍應為

 

．
（5）若加熱后坩堝與固體總質量為18.620g，計算x 的實測值

 

（保留二位小數(shù)），相對誤差

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：

分析：由流程可知，聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，沉淀池中反應為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，主要的副產(chǎn)物為氯化銨，可用于化肥或電解液或焊藥等，氯化銨的回收利用，可提高原料的利用率，煅燒時NaHCO₃分解生成碳酸鈉，
（1）上述方法為聯(lián)合制堿法，副產(chǎn)品為氯化銨；
（2）原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，NaCl有剩余，與圖中循環(huán)I一致；從沉淀池中取出沉淀的操作為過濾；
（3）由反應可知母液的成分，向母液中通入氨氣，增大銨根離子濃度，加入細小食鹽顆粒，促進反應正向進行；
（4）由于兩次實驗誤差不超過0.001，所以若無需再進行第三次稱量；
（5）坩堝和固體總質量的變化值即是水的質量，硫酸銅固體的質量=第二次稱量的質量-坩堝的質量，結合分解方程式計算．

解答： 解：由流程可知，聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，沉淀池中反應為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，主要的副產(chǎn)物為氯化銨，可用于化肥或電解液或焊藥等，氯化銨的回收利用，可提高原料的利用率，煅燒時NaHCO₃分解生成碳酸鈉，
（1）目前工業(yè)制堿方法有兩種：氨堿法和聯(lián)合制堿法，題中方法由我們侯德邦所創(chuàng)，稱為侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到一摩爾的碳酸氫鈉同時得到一摩爾的氯化銨，故副產(chǎn)物為氯化銨，氯化銨可用來制作化肥或電解液或焊藥等，
故答案為：聯(lián)合制堿法（或侯德榜制堿法）；化肥或電解液或焊藥等；
（2）循環(huán)Ⅰ是將未反應的氯化鈉返回沉淀池中，從固液混合物中分離出固體的方法為過濾，需要的儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：I；漏斗、玻璃棒；
（3）由反應可知母液的成分為NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃（或NaHCO₃），向母液中通入氨氣，增大銨根離子濃度，加入細小食鹽顆粒，使NH₄Cl更多析出、使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl的純度，
故答案為：NH₄HCO₃（或NaHCO₃）；增大NH₄⁺濃度，使NH₄Cl更多析出、使NaHCO₃轉化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl的純度；
（4）由于兩次實驗誤差不能超過0.001，則當?shù)诙�次測量的數(shù)據(jù)與第一次數(shù)據(jù)差別在0.001以內(nèi)，則無需再進行第三次稱量，所以a的數(shù)值范圍應為18.621±0.001；
故答案為：18.621±0.001；
（5）坩堝和固體總質量的變化值即是水的質量，因此失去的結晶水質量為22.700g-18.620g=4.08g，則n（H₂O）=

4.08g

18g/mol

=0.227mol，硫酸銅固體的質量=第二次稱量的質量-坩堝的質量，即18.620g-11.710g=6.910g，則n（CuSO₄）=

6.910g

160g/mol

=0.0432mol，
CuSO₄?xH₂O

△   .

CuSO₄ +x H₂O
                1     x
         0.0432mol    0.227mol
則

1

0.0432mol

=

x

0.227mol

，解得：x=5.25，
相對誤差為

5.25-5

5

×100%=+5%，
故答案為：5.25；+5%．

點評：本題考查純堿工業(yè)及含量測定，為高頻考點，把握流程及發(fā)生的反應、實驗技能為解答的關鍵，側重工業(yè)流程分析及實驗綜合能力的考查，題目難度中等．