Question

【題目】純堿是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥料、合成洗滌劑等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)工業(yè)上“侯氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2及水等為原料制備純堿，其反應(yīng)原理為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①析出的NaHCO3晶體中可能含有少量氯離子雜質(zhì)，檢驗(yàn)該晶體中是否含有氯離子雜質(zhì)的操作方法是________。

②該工藝流程中可回收再利用的物質(zhì)是________________。

③若制得的純堿中只含有雜質(zhì)NaCl。測(cè)定該純堿的純度，下列方案中可行的是________(填字母)。

a. 向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液，沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，稱(chēng)其質(zhì)量為b g

b. 向m克純堿樣品中加入足量稀鹽酸，用堿石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收產(chǎn)生的氣體，堿石灰增重b g

c. 向m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生的沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，稱(chēng)其質(zhì)量為b g

(2)將0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是___________(填字母)。

A． B．

C． D．

(3)若稱(chēng)取10.5 g純凈的NaHCO3固體，加熱一段時(shí)間后，剩余固體的質(zhì)量為8.02 g。如果把剩余的固體全部加入到100 mL 2 mol·L－1的鹽酸中充分反應(yīng)。求溶液中剩余的鹽酸的物質(zhì)的量濃度(設(shè)溶液的體積變化及鹽酸的揮發(fā)忽略不計(jì))___________。

Answer 1

【答案】取少量晶體溶于水，加稀硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則有Cl－，反之則沒(méi)有 CO2 ac D 0.75 mol·L－1

【解析】

(1)侯氏制堿法的流程是在氨化飽和的氯化鈉溶液里通CO2氣體，因碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，有碳酸氫鈉沉淀生成，經(jīng)過(guò)濾、洗滌干燥后，再將碳酸氫鈉加熱分解可得純堿，同時(shí)生成的CO2氣體循環(huán)利用，據(jù)此分析解答；

(2)向 NaHCO3和Na2CO3混合并配成的溶液中滴加鹽酸，先發(fā)生反應(yīng)：HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，不放出氣體，碳酸鈉反應(yīng)完畢，繼續(xù)滴加時(shí)，然后發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，產(chǎn)生二氧化碳，根據(jù)方程式計(jì)算各各階段消耗鹽酸的體積及生成二氧化碳的物質(zhì)的量，據(jù)此分析判斷；

(3)根據(jù)n=計(jì)算n(NaHCO3)，NaHCO3最終完全轉(zhuǎn)變成NaCl，消耗鹽酸的物質(zhì)的量等于NaHCO3物質(zhì)的量，再計(jì)算剩余HCl物質(zhì)的量，根據(jù)c=計(jì)算溶液中剩余的鹽酸的物質(zhì)的量濃度。

(1)①檢驗(yàn)晶體中是否有氯離子，可以取少量晶體溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明該晶體中含有Cl-，反之則沒(méi)有，故答案為：取少量晶體溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，該晶體中含有Cl-，反之則沒(méi)有；

②焙燒過(guò)程中得到二氧化碳，沉淀池中需要二氧化碳，所以能循環(huán)利用的是二氧化碳，故答案為：CO2；

③a．只有氯化鈣能和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣，根據(jù)碳酸鈣的量可以計(jì)算碳酸鈉的量，所以該方案可行，故a選；b．只有碳酸鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成CO2，用堿石灰吸收產(chǎn)生的氣體，堿石灰增重的量為CO2和水蒸氣（以及可能揮發(fā)出的HCl）總質(zhì)量，不能計(jì)算出碳酸鈉質(zhì)量，所以該方案不可行，故b不選；c．碳酸根離子和Cl-都與銀離子反應(yīng)生成白色沉淀，根據(jù)沉淀的質(zhì)量和樣品的質(zhì)量可以計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量，所以該方案可行，故c選；故答案為：ac。

(2)0.84gNaHCO3的物質(zhì)的量為=0.01mol，1.06g Na2CO3的物質(zhì)的量為0.01mol。向 NaHCO3和Na2CO3混合溶液中滴加鹽酸，首先0.01mol Na2CO3發(fā)生反應(yīng)：HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，不放出氣體，消耗0.1molL-1鹽酸0.1L。此時(shí)溶液中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為0.02mol，然后發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，產(chǎn)生二氧化碳，0.02mol碳酸氫鈉完全反應(yīng)消耗0.1molL-1鹽酸0.2L，即滴加鹽酸至0.3L時(shí)產(chǎn)生二氧化碳達(dá)到最大值為0.02mol，故選D；

(3)n(NaHCO3)==0.125 mol，NaHCO3最終完全轉(zhuǎn)變成NaCl，消耗鹽酸的物質(zhì)的量等于NaHCO3物質(zhì)的量，則n(HCl)剩余=n(HCl)-n(NaHCO3)=0.1L×2molL-1-0.125 mol=0.075 mol，故c(HCl)剩余==0.75 molL-1，故答案為：0.75 molL-1。