精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl.然后再将NaHCO3制成Na2CO3
(1)装置乙的作用是
吸收HCl
吸收HCl
.为防止污染空气,尾气中含有的
NH3
NH3
需要进行吸收处理.
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有
过滤
过滤
、洗涤、灼烧.
(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t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 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2所示.则曲线c 对应的溶液中的离子是
HCO3-
HCO3-
(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是
1:2
1:2

(4)若取10.5g NaHCO3固体,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.如果把此剩余固体全部加入到200mL 1mol/L的盐酸中,则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为
0.375mol/L
0.375mol/L
(设溶液体积变化忽略不计).
分析:(1)装置甲是制备二氧化碳,气体中含有氯化氢气体对后续实验产生干扰,需要除去;尾气中含有氨气,不能排到空气中,需要吸收;
(2)装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体,通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠;
(3)混合物是碳酸钠和碳酸氢钠,滴入盐酸发生反应CO32-+H+=HCO3-;  HCO3-+H+=CO2↑+H2O;依据图象分析碳酸根离子减小,碳酸氢根离子增多;
(4)依据反应前后质量变化是碳酸氢钠分解的原因,依据反应前后质量变化计算反应的碳酸氢钠和生成的碳酸钠,结合试样质量计算剩余碳酸氢钠,计算得到混合物反应消耗的氢离子得到;
解答:解:(1)装置甲是制备二氧化碳气体的反应装置,生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体,对制备碳酸氢钠有影响,装置乙的作用是吸收氯化氢气体;最后的尾气中含有氨气不能排放到空气中,需要进行尾气吸收;
故答案为:吸收HCl;NH3
(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;
故答案为:过滤;
(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t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 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,发生反应 CO32-+H+=HCO3-;  HCO3-+H+=CO2↑+H2O;溶液中有关离子的物质的量的变化为碳酸根离子减小,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:HCO3-; 1:2;
(4)若取10.5g NaHCO3固体物质的量=
10.5g
84g/mol
=0.125mol,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.依据化学方程式存在的质量变化计算:
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m
 2         1                 62
0.1mol    0.05mol           10.5g-7.4g
反应后NaHCO3物质的量=0.125mol-0.1mol=0.025mol;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;消耗氯化氢物质的量0.025mol;
Na2CO3物质的量=0.05mol,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,消耗氯化氢物质的量0.1mol;
剩余氯化氢物质的量=0.200L×1mol/L-0.025mol-0.1mol=0.075mol,剩余溶液中c(H+)=
0.075mol
0.2L
=0.375mol/L
故答案为:0.375mol/L
点评:本题考查了 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计算应用,实验过程分析,除杂操作,尾气吸收,图象定量分析判断,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

我国化学家侯德榜改革国外的Na2CO3生产工艺,创造了侯氏制碱法,又叫联邦制碱法,该法是将合成氨工厂生产的NH3及副产品
CO2,通入到饱和食盐水中得到NaHCO3,分离出的NaHCO3加热制得Na2CO3.某研究性学习小组设计如图所示的模拟装置,该装置可实现部分原料的循环使用.

(1)分液漏斗甲中为盐酸,装置B中试剂为
饱和NaHCO3溶液
饱和NaHCO3溶液
,分液漏斗乙中是易挥发的某试剂,该试剂为
浓氨水
浓氨水

(2)实验操作过程中,应先打开
k2
k2
(填“k1”或“k2”),当观察到
E中漏斗有液面上升时
E中漏斗有液面上升时
现象时,再打开另一个弹簧夹.
(3)装置E中试剂为饱和NaCl溶液,该装置能体现绿色化学思想的两个作用是
吸收氨气防止污染
吸收氨气防止污染
获得NaCl和氨水的饱和液循环使用
获得NaCl和氨水的饱和液循环使用

(4)老师认为在C、D之间还应增加一个装置,该装置作用为
防止倒吸
防止倒吸

(5)写出C中生成NaHCO3的化学方程式
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?中山模拟)某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后:
[提出问题]能否在实验室模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO3的过程呢?
[实验原理]写出候氏制碱法反应的化学方程式为
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
.[实验验证]如图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置.

请回答下列问题:
(1)检验A装置气密性的方法是:塞紧带长颈漏斗的橡胶塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,若
漏斗中与试管中的液(水)面差保持不再变化或漏斗中的液(水)面不再下降;
漏斗中与试管中的液(水)面差保持不再变化或漏斗中的液(水)面不再下降;
,说明装置不漏气.
(2)D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置,进气口是
a
a
(填a或b),D的作用是除去
HCl
HCl
气体.可否将瓶内试剂换为碳酸钠溶液
(填“可”“否”).
(3)实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的
NH3
NH3
,再通入足量的
CO2
CO2
,其原因是
.(填写序号)
①使CO2更易被吸收    ②NH3比CO2更易制取    ③CO2的密度比NH3
(4)用
过滤
过滤
的方法将生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来.
如果要制得纯碱,还需发生的反应是(写出反应的化学方程式):
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O+CO2

[得出结论]利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl.然后再将NaHCO3制成Na2CO3
(1)装置乙的作用是______.为防止污染空气,尾气中含有的______需要进行吸收处理.
(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.
(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t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 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2所示.则曲线c 对应的溶液中的离子是______(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是______.
(4)若取10.5g NaHCO3固体,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.如果把此剩余固体全部加入到200mL 1mol/L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).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:2011-2012学年江苏省淮安中学高二(上)期末化学试卷(必修)(解析版) 题型:解答题

某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及图1所示装置制取NaHCO3,反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl.然后再将NaHCO3制成Na2CO3
(1)装置乙的作用是______.为防止污染空气,尾气中含有的______需要进行吸收处理.
(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.
(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t1min的NaHCO3样品的组成进行了研究.取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 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2所示.则曲线c 对应的溶液中的离子是______(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是______.
(4)若取10.5g NaHCO3固体,加热了t1min后,剩余固体的质量为7.4g.如果把此剩余固体全部加入到200mL 1mol/L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).

查看答案和解析>>

同步练习册答案