純堿是重要的化工原料
(一)制備探究:如圖是工業(yè)生產純堿的主要流程示意圖.
[查閱資料]
①粗鹽水中含有雜質MgCl
2、CaCl
2;
②常溫下,NH
3極易溶于水,CO
2能溶于水,
③NaHCO
3加熱易分解,Na
2CO
3加熱不易分解.
(1)寫出除去粗鹽水中MgCl
2、CaCl
2的化學方程式:
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
,
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
(2)在工業(yè)生產純堿工藝流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是
有利于溶液吸收CO2氣體
有利于溶液吸收CO2氣體
,“碳酸化”時,NaCl、NH
3、CO
2 和H
2O相互作用析出NaHCO
3,寫出該反應的化學方程式
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
.
(3)“碳酸化”后過濾獲得的NH
4Cl可用作
氮
氮
肥,也可先
加熱
加熱
(填“加熱”或“冷卻”)NH
4Cl溶液,再加入熟石灰獲得循環(huán)使用的物質是
NH3(或氨氣)
NH3(或氨氣)
;
(4)煅燒制得純堿的化學方程式是
(二)成分探究
[提出問題]純堿樣品中含有哪些雜質?
[猜想]猜想一:可能含有NaHCO
3; 猜想二:可能含有NaCl;
猜想三:
NaHCO3和NaCl
NaHCO3和NaCl
[實驗探究]確定純堿中是否含NaHCO
3.實驗裝置和主要實驗步驟如下:
①稱量D、E裝置總質量為200.0g,將10.6 0g純堿試樣放入錐形瓶中,按上圖組裝后打開活塞K
1和K
2,關閉K
3,緩緩鼓入一段時間空氣;
②關閉活塞K
1和K
2,打開K
3,加入足量稀硫酸,待錐形瓶中不再產生氣泡時,再次打開止水夾K
1,從導管a處再次緩緩鼓入空氣;
③一段時間后再次稱量裝置D、E的總質量為204.84g.
[實驗討論]
(5)加入樣品前還應
檢查裝置氣密性
檢查裝置氣密性
;
(6)裝置A的作用是
除去空氣中的二氧化碳
除去空氣中的二氧化碳
,裝置C的作用是
除去二氧化碳中的水
除去二氧化碳中的水
;裝置E的作用是
吸收從D中帶出的水
吸收從D中帶出的水
;
(7)反應結束后打開止水夾K
1,緩緩鼓入空氣的目的是
將生成的二氧化碳全部送到D中
將生成的二氧化碳全部送到D中
,裝置B中一定發(fā)生的化學反應方程式為
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
裝置D中的化學反應方程式為
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
.
(8)裝置B中生成CO
2的質量為
4.84
4.84
g.通過計算說明純堿中
A
A
含NaHCO
3(填字母).
A.一定 B.一定不 C.可能 D.無法確定
計算過程(已知Na
2CO
3相對分子質量為106、NaHCO
3相對分子質量為84):
假設10.6g樣品全為碳酸鈉,生成二氧化碳的質量為x
Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑
106 44
10.6g x
=x=4.4g
4.4g<4.84g
所以樣品中含有碳酸氫鈉.
假設10.6g樣品全為碳酸鈉,生成二氧化碳的質量為x
Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑
106 44
10.6g x
=x=4.4g
4.4g<4.84g
所以樣品中含有碳酸氫鈉.
(9)另取10.6樣品,加入a g 14.6%的鹽酸恰好完全反應,再將所得溶液蒸干后得到固體的質量為W,當W的值滿足
W>0.32a
W>0.32a
條件時,樣品中含有NaCl.