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Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:

已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法:
(1)向母液中加入石灰乳,可将其中________循环利用。
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 ___________。
 Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。

(1)装置丙中冷水的作用是         ;
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为      ;
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3  样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。

则曲线a对应的溶液中的离子是___________(填离子符号下同);曲线c对应的溶液中的离子是___________;该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是           ; 21
(4)若取21.0 g NaHCO3固体,加热了t2 rnin后,剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol?L—1的盐酸中,则充分反应后溶液中H+ 的物质的量浓度为____________(设溶液体积变化忽略不计)

Ⅰ(1)NH3 
(2)HCO3–+NH3=NH4++CO32–
Ⅱ.(1)冷却,使碳酸氢钠晶体析出
(2)过滤    2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 
(3)Na+     HCO3-        1:2
(4)0.75 mol/L

解析试题分析:Ⅰ(1)向分离出NaHCO3晶体后的母液NH4Cl中加入过量石灰乳,发生的反应有Ca(OH)2+2NH4Cl=2NH3↑+2H2O+CaCl2,最终产物为氯化钙、氨气,其中氨气可再利用,故答案为:NH3;
(2)通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式HCO3–+NH3=NH4++CO32–。
Ⅱ.(1)装置丙中冷水的作用是降温,使碳酸氢钠晶体析出。
(2)由装置丙中产生的NaHCO3发生的反应为,NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;制取Na2CO3时需要过滤得到晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(3)溶液中有关离子的物质的量的变化为:钠离子始终不变,碳酸根离子减小,碳酸氢根离子浓度增大,当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子,再滴入盐酸和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳,碳酸氢根离子减小,所以c曲线表示的是碳酸氢根离子浓度变化;碳酸根离子浓度0.2mol/L;碳酸氢根离子浓度为0.1mol/L;样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是1:2; 故答案为:Na+ ,HCO3-; 1:2;
(4)若取21g NaHCO3固体物质的量=21g/84g/mol=0.25mol,
加热了t1min后,剩余固体的质量为14.8g.依据化学方程式存在的质量变化计算:
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O    △m
2   1                      62
0.2mol  0.1mol               21g-14.8g
反应后NaHCO3物质的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;消耗氯化氢物质的量0.05mol;
Na2CO3物质的量=0.1mol,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,消耗氯化氢物质的量0.2mol;
剩余氯化氢物质的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol,剩余溶液中c(H+)=
0.15mol/0.2L=0.75mol/L故答案为:0.75mol/L
考点:工业制纯碱的原理分析,生产过程中的物质变化,混合物成分的分析判断和图象定量分析计算应用。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:

实验步骤
实验现象
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中
产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色
反应结束后分离出溶液备用
      
红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿空气中
一段时间后固体由红色变为绿色[设其主要成分为Cu2(OH)2CO3]
 
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应______________________________________________________;
化合反应______________________________________________________。
(2)用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡。持续电解,在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是________________________。
解释此现象的离子方程式是______________________________________。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表示)________________________。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是_____________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
(1)化合物A的化学式为    ;化合物A与H2O反应的离子方程式为     。
(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是     。
(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式       。
(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是     

A.亚硫酸钠 B.KOH C.醋酸 D.Fe(NO3)3
(5)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案     。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

过氧化钠保存不当容易变质,生成Na2CO3。
(1)某过氧化钠样品已经部分变质,请你选择一种溶液             ,证明过氧化钠已经变质。                                            
(2)某课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,他们称取ag样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。

A. B. C. D.(E)(F)
上图中的E和F构成量气装置,用来测定O2的体积。
①写出装置B中发生反应的离子方程式:                                                                     
②NaOH的作用是                                   
③他们在读出量筒内水的体积数后,折算成标准状况下氧气的体积为VmL,则样品中过氧化钠的质量分数为                                    

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

Ⅰ.实验室需配制500mL 0.2mol/L NaCl溶液
(1)本实验用到的仪器已有药匙、烧杯、量筒、托盘天平(砝码、镊子)、玻璃棒、胶头滴管,还缺少的玻璃仪器是               。
(2)配制时,需称取NaCl的质量是      g
(3)在配制过程中,其他操作都正确的情况下,下列操作会导致所配制的溶液浓度偏高的是             。(选填序号)
①没有洗涤烧杯和玻璃棒  
②加蒸馏水时,不慎超过了刻度,取出少量水使液面恰好到刻度线
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时仰视标线
⑤定容时俯视标线
Ⅱ.(10分)某催化剂为铁的氧化物,一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究:查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色;HNO3具有强氧化性。请完成对铁元素价态的探究:
(1)提出合理假设。
假设1:催化剂中铁元素为+3价;
假设2:                                              ;
假设3:催化剂中铁元素既有+3价又有+2价
(2)设计实验方案。
(3)根据(2)的实验方案进行实验:
步骤1:取一定量的稀硫酸于试管中,加热煮沸数分钟,目的是              ;
步骤2:取少量样品于试管中,加入处理过的硫酸并加热,得到A溶液;
步骤3:取A溶液于试管,滴加KSCN溶液,振荡,若不出现血红色,则假设       成立;若出现血红色,则假设1或3成立;
步骤4:为了进一步确定步骤3中是假设1还是假设3成立:另取A溶液于试管,加入KMnO4溶液,振荡,若出现                              现象,则假设1成立;反之,则假设3成立。
(4)反思
某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液,向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色,由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论。请判断该结论是否合理
       (填“合理”或“不合理”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
Ⅰ、铜可采用如下方法制备:
方法一:火法炼铜:Cu2S + O22Cu + SO2
方法二:湿法炼铜: CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu
上述两种方法中,你认为哪种方法更好        ,原因是         (写出1条原因即可)。分别用火法炼铜与湿法炼铜生产640gCu,则转移的电子数之比为                 。
Ⅱ、印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O晶体,实验室模拟回收过程如下:

①步骤2中反应的离子方程式是                    。
②步骤5中蒸发浓缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是________________ (用化学方程式并结合简要的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl2·2H2O晶体。
③步骤4中洗涤沉淀的操作为                                     
④步骤3中可选用的“试剂1”是      (写出一种即可),目的是使溶液的pH升高到4,此时Fe3+浓度为                    [Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38]。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为                                       ;
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为                               ;
(3)在潮湿的空气里,钢铁表面有一层水膜,很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为                                   ;
(4)铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能,铝制品在日常生活中被广泛应用。在海洋工程上,通常用铝合金(Al—Zn—Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图18所示:

其中负极发生的电极反应为                                    ;
在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝。纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是                                                                   。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为         。
(2)称取两种固体各2 g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论         。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中,盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是
         (填字母序号)。
a.溶液温度下降                 b.溶液温度升高
c.滴入酚酞后呈无色             d.滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示,在气密性良好的装置I和II中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。

①两试管中均产生气体,         (填“I”或“II”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是         。
a.装置I的气球体积较大               b.装置II的气球体积较大
c.生成气体的体积根据盐酸计算         d.生成气体的体积根据固体计算
(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,设计如下方案并对反应现象做出预测:

实验方案
预测现象
预测依据
操作1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
有白色沉淀
Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大,能与CaCl2发生反应Ca2+ + CO32- = CaCO3↓。
操作2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
无白色沉淀
NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小,不能与CaCl2反应。
 
实施实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体。则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为         。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料,广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物,Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+。
重晶石填料的生产工艺流程为:

(1)在该流程中,为加快“漂白”速度,采取的措施有                              、
                               。
(2)硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式:
                                   、                                   。
(3)二次漂白水洗过滤后,检验滤渣不含Fe2+离子的方法是                           
                                   、                                   。
(4)二次漂白前,煅烧的主要目的是                                   。将煅烧后的固体磨成细粉,使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的           。
(5)工业生产中为了充分利用资源,将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是:
①滤液中通入过量Cl2,其目的是                                   。
②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ,其目的是                         ,调节溶液的pH范围为                。
有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下:

离子
 
开始沉淀时的pH
 
完全沉淀时的pH
 
Fe2+
 
7.6
 
9.7
 
Fe3+
 
2.7
 
3.7
 
Al3+
 
3.8
 
4.7
 
Mn2+
 
8.3
 
9.8
 
 
(6)最后通过                      、                      得到氧化铁。

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