某校化學(xué)興趣小組參觀制堿廠后,獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究。
【產(chǎn)品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品--純堿(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
生產(chǎn)原理是:將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物,反應(yīng)為:NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;分離出NaHCO3晶體,加熱制得純堿。
【生產(chǎn)流程】
【相關(guān)資料】
(1)NH4ClNH3↑+HCl↑
(2)已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下(氣體指1體積水中能溶解的氣體體積)
物質(zhì) |
NaCl |
NaHCO3 |
NH4Cl |
NH3 |
CO2 |
溶解度 |
36.0g |
9.6g |
37.2g |
710 |
0.9 |
【問題討論】:
(1)氨堿工業(yè)最關(guān)鍵的一步是:在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳?xì)怏w,溶液中會(huì)有碳酸氫鈉晶體析出。試分析該流程需要加壓條件的原因是:
增大CO2的溶解度
增大CO2的溶解度
。流程中加入過量氫氧化鈉目的是
除去雜質(zhì)氯化鎂
除去雜質(zhì)氯化鎂
。操作Ⅱ的名稱叫
過濾
過濾
。
(2)反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng),寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式:
NaOH+HCl═NaCl+H2O
NaOH+HCl═NaCl+H2O
。
(3)反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
。
(4)上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是
AB
AB
(填序號(hào))。
A.氣體C B.溶液D C.氫氧化鎂 D.化肥NH
4Cl
(5)在氨堿工業(yè)處理剩余的氯化銨溶液時(shí)。為何不直接蒸發(fā)結(jié)晶析出氯化銨固體?
氯化銨受熱易分解
氯化銨受熱易分解
。
【組成確定】
(6)稱取一定質(zhì)量的純堿樣品,經(jīng)多次充分加熱后,再稱重,質(zhì)量無變化,則樣品中已無
NaHCO3
NaHCO3
(寫化學(xué)式)。
(7)另取少量純堿樣品加入適量水,樣品完全溶解,向該溶液中加入過量稀HNO
3,再滴加AgNO
3溶液,有白色沉淀。由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì)
NaCl
NaCl
(寫化學(xué)式)。
(8)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)剛生產(chǎn)出的純堿產(chǎn)品進(jìn)行檢測。取22克該樣品于燒杯中,加水將其溶解,然后逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸并不斷振蕩。
首先發(fā)生的反應(yīng)是:Na
2CO
3+HCl=NaHCO
3+NaCl;
然后發(fā)生的反應(yīng)是:NaHCO
3+HCl=NaCl+H
2O+CO
2↑;
在上述過程中燒杯中溶液質(zhì)量與加入稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示。
請(qǐng)你根據(jù)圖甲提供的信息,計(jì)算出反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量
8.8g
8.8g
;計(jì)算該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
96.4%
96.4%
(計(jì)算結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)