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    纯碱在日常生活和化学工业中用途很广，如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域．工业上以食盐、氨气（主要由合成氨厂提供）和二氧化碳为主要原料生产纯碱．其流程如下：根据以上信息回答下列问题．
    （1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是
    过滤
    过滤
    ；溶液中多余的纯碱可以加
    盐酸
    盐酸
    试剂来除去．
    （2）上述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是
    碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
    碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
    ．
    （3）在氨碱工业的历史上，如何处理流程中剩余的滤液，出现了两种工艺：一是“索尔维法”，即在滤液中加入石灰水；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在滤液中加入适量氯化钠晶体．
    ①“索尔维法”中，滤液加石灰水前先要加热，原因是
    防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀
    防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀
    ．
    ②“联合制碱法”中，可以循环利用的物质是
    NaCl
    NaCl
     （用化学式表示）．
    （4）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不得少于
    4.48×107
    4.48×107
    L（不考虑二氧化碳的回收利用）．
    分析：（1）根据过滤的原理分析，难溶物呈溶液中分离出的方法是过滤；根据碳酸钠的化学性质和除杂的原理，提纯的是氯化钠，可以加盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
    （2）根据物质的溶解度不同分析判断；
    （3）根据氢氧化钙和碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，加热促进水解分析；根据氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，结合流程图分析判断．
    （4）根据制备碳酸氢钠的化学方程式计算分析判断；
    解答：解：（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程．为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀，可以向其中加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤，在滤液中加入盐酸到不再产生气体为止除去碳酸钠；
    故答案为：过滤 盐酸；
    （2）述工艺流程中，加压条件下通入二氧化碳进行碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，是因为碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大，所以不析出碳酸钠晶体；
    故答案为：碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；
    （3）①依据生产流程的过程分析，“索尔维法”中，滤液加石灰水前先要加热，由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，加热时，碳酸氢根和铵根发生双水解反应，碳酸氢根转化为CO2而除去，防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀，故答案为：防止加入石灰水时产生碳酸钙沉淀；
    ②氯化钠溶液和氯化铵溶液中都含氯离子，氯化钠是制纯碱的原料，可以循环利用的 物质为氯化钠，故答案为：NaCl；
    （4）若采用上述流程生产106吨纯碱，则理论上通入的二氧化碳的体积（标准状况下）不考虑二氧化碳的回收利用，可以根据化学方程式计算得到：
    NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O；分析得到计算关系为：
    2CO2～2NaHCO3～Na2CO3；
    88              106
    88吨             106吨
    所以二氧化碳物质的量=
    88×106g
    44g/mol
    =2×106mol；
    二氧化碳气体的体积=2×106mol×22.4L/mol=4，48×107L
    4.48×107L；
    故答案为：4.48×107
    点评：本题考查了纯碱工业制取的工业流程分析，过程特征性质的应用，化学方程式的计算应用，方法过程的比较分析判断，掌握工业生产流程和注意问题是解题关键，题目难度中等．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛，需求量很大，因此纯碱的制备一直是科学家工作的一个重要方面。19世纪欧洲有个吕布兰制碱法，其主要反应原理是：

    Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑

    Na2S+CaCO3====CaS+Na2CO3

    这种方法的最大缺点是：①此反应是高温固体反应，不能连续生产；②浪费原料，CO2不能回收利用；③污染环境，CaS没有任何用处，只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展，吕布兰法被索尔维法代替。索尔维法的生产流程如下：

    索尔维法能实现连续生产，但其食盐利用率只有75%，且所得副产品CaCl2没有用处，污染环境。

    我国化学家侯德榜经过一年的努力，做了500多次循环实验，终于设计出新的制碱工艺，于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上，在工厂顺利试产，食盐的利用率达96%以上，得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法原理是：

    ①在30～50 ℃的饱和食盐水中，先通入氨至饱和，再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀；

    ②过滤，将滤渣加热而得到产品；

    ③滤液中加入细食盐末，在10～15 ℃，使NH4Cl沉淀，滤液为饱和食盐水。

    据此回答下列问题：

    （1）标出反应Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。

    （2）写出索尔维制碱法的各步反应的化学反应方程式：

    ①_________________________

    ②_________________________

    ③_________________________

    ④_________________________

    （3）写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式_________________________

    （4）在索尔维制碱法中____________物质可循环利用。

    （5）在侯德榜制碱法中____________物质可循环利用。

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （12分）Na2CO3俗称纯碱、苏打，NaHCO3俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。

    （1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b（a、b均大于7）。

    Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、         和标准比色卡。

    Ⅱ.有关①100mL0.1mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是（    ）

       A.溶液中水电离出的OH-个数：②>①     B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①

    C.①溶液中：c(CO32-)>c(H­2CO3)         D.②溶液中：c(HCO3-)>c(H­2CO3)

    （2）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl2溶液，预计可观察到                             ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                      。

    （3）常温下，现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na2CO3溶液，则NaOH溶液中由水电离出来的OH-浓度为Na2CO3溶液中水电离出来OH-浓度的      倍。丙同学设计如下实验予以区别：各取1mL两种溶液加水稀释至1L，分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na2CO3溶液？             ；丁同学各取1mL两种溶液，分别滴加少量AlCl3溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别，则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为                                        。

    （4）已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，不考虑其它因素影响，现将0.400 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.200 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca2+浓度为     mol·L－1。

     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年浙江省温州市龙湾区龙湾中学高二期中考试化学试卷（带解析） 题型：实验题

    （12分）Na2CO3俗称纯碱、苏打，NaHCO3俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。
    （1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b（a、b均大于7）。
    Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、         和标准比色卡。
    Ⅱ.有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是（   ）

    A．溶液中水电离出的OH-个数：②>①B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①
    C．①溶液中：c(CO32-)>c(H­2CO3)D．②溶液中：c(HCO3-)>c(H­2CO3)
    （2）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl2溶液，预计可观察到                             ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                      。
    （3）常温下，现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na2CO3溶液，则NaOH溶液中由水电离出来的OH-浓度为Na2CO3溶液中水电离出来OH-浓度的      倍。丙同学设计如下实验予以区别：各取1mL两种溶液加水稀释至1L，分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na2CO3溶液？             ；丁同学各取1mL两种溶液，分别滴加少量AlCl3溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别，则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为                                       。
    （4）已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，不考虑其它因素影响，现将0.400 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.200 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca2+浓度为    mol·L－1。

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    科目：高中化学 来源：2013届浙江省温州市高二期中考试化学试卷（解析版） 题型：实验题

    （12分）Na2CO3俗称纯碱、苏打，NaHCO3俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。

    （1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b（a、b均大于7）。

    Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、          和标准比色卡。

    Ⅱ.有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是（    ）

       A.溶液中水电离出的OH-个数：②>①     B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①

    C.①溶液中：c(CO32-)>c(H­2CO3)          D.②溶液中：c(HCO3-)>c(H­2CO3)

    （2）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl2溶液，预计可观察到                              ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                       。

    （3）常温下，现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na2CO3溶液，则NaOH溶液中由水电离出来的OH-浓度为Na2CO3溶液中水电离出来OH-浓度的       倍。丙同学设计如下实验予以区别：各取1mL两种溶液加水稀释至1L，分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na2CO3溶液？              ；丁同学各取1mL两种溶液，分别滴加少量AlCl3溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别，则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为                                        。

    （4）已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，不考虑其它因素影响，现将0.400 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.200 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca2+浓度为     mol·L－1。

     

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    科目：高中化学 来源：2013届陕西省咸阳市高二上学期期中考试化学试卷 题型：实验题

    （12分）Na2CO3俗称纯碱、苏打，NaHCO3俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。

    （1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b（a、b均大于7）。

    Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、          和标准比色卡。

    Ⅱ.有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是（    ）

       A.溶液中水电离出的OH-个数：②>①     B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①

    C.①溶液中：c(CO32-)>c(H­2CO3)          D.②溶液中：c(HCO3-)>c(H­2CO3)

    （2）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl2溶液，预计可观察到                              ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                       。

    （3）常温下，现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na2CO3溶液，则NaOH溶液中由水电离出来的OH-浓度为Na2CO3溶液中水电离出来OH-浓度的       倍。丙同学设计如下实验予以区别：各取1mL两种溶液加水稀释至1L，分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na2CO3溶液？              ；丁同学各取1mL两种溶液，分别滴加少量AlCl3溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别，则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为                                        。

    （4）已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，不考虑其它因素影响，现将0.400 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.200 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca2+浓度为     mol·L－1。

     

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