純堿是重要的化工原料
(一)制備探究:如圖是工業(yè)生產(chǎn)純堿的主要流程示意圖.
[查閱資料]
①粗鹽水中含有雜質(zhì)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(xué)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(chǎn)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(shí),NaCl、NH
3、CO
2 和H
2O相互作用析出NaHCO
3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
.
(3)“碳酸化”后過(guò)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(zhì)是
NH3(或氨氣)
NH3(或氨氣)
;
(4)煅燒制得純堿的化學(xué)方程式是
(二)成分探究
[提出問(wèn)題]純堿樣品中含有哪些雜質(zhì)?
[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(shí)驗(yàn)探究]確定純堿中是否含NaHCO
3.實(shí)驗(yàn)裝置和主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①稱量D、E裝置總質(zhì)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(guān)閉K
3,緩緩鼓入一段時(shí)間空氣;
②關(guān)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(chǎn)生氣泡時(shí),再次打開止水夾K
1,從導(dǎo)管a處再次緩緩鼓入空氣;
③一段時(shí)間后再次稱量裝置D、E的總質(zhì)量為204.84g.
[實(shí)驗(yàn)討論]
(5)加入樣品前還應(yīng)
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(yīng)結(jié)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(xué)反應(yīng)方程式為
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
裝置D中的化學(xué)反應(yīng)方程式為
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
.
(8)裝置B中生成CO
2的質(zhì)量為
4.84
4.84
g.通過(guò)計(jì)算說(shuō)明純堿中
A
A
含NaHCO
3(填字母).
A.一定 B.一定不 C.可能 D.無(wú)法確定
計(jì)算過(guò)程(已知Na
2CO
3相對(duì)分子質(zhì)量為106、NaHCO
3相對(duì)分子質(zhì)量為84):
假設(shè)10.6g樣品全為碳酸鈉,生成二氧化碳的質(zhì)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(shè)10.6g樣品全為碳酸鈉,生成二氧化碳的質(zhì)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(yīng),再將所得溶液蒸干后得到固體的質(zhì)量為W,當(dāng)W的值滿足
W>0.32a
W>0.32a
條件時(shí),樣品中含有NaCl.