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根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30—35 ℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)表

温度

溶解度

0 ℃

10 ℃

20 ℃

30 ℃

40 ℃

50 ℃

60 ℃

100 ℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

—①

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①>35 ℃NH4HCO3会分解

请回答:

(1)反应温度控制在30—35 ℃,是因为若高于35 ℃,则_______________,若低于30 ℃,则_________________;为控制此温度范围,采取的加热方法为_______________________。

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是____________________。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是__________________。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_______________杂质(以化学式表示)。

(3)过滤所得母液中含有_____________(以化学式表示),需加入_______________,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。

(4)测试纯碱产品中NaHCO3含水量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1—2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol·L-1)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示+H+反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1—2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:

NaHCO3(%)=___________________________。

思路解析:侯氏制碱是利用化学平衡原理得到浓度较大的碳酸氢钠,然后再分解碳酸氢钠得到碳酸钠,同时副产氯化铵作为氮肥。

CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3↑+NH4Cl。

答案:(1)NH4HCO3分解  反应速率降低  水浴加热

(2)使反应充分进行  NaHCO3的溶解度最小  NaCl、NH4Cl、NH4HCO3

(3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3    HCl

(4)c(V2-V1×100%


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

根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体.用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体.四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表①>35℃NH4HCO3会有分解
温度溶解度盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 -① - - -
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 -
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
请回答:
(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则
NH4HCO3分解
NH4HCO3分解
,若低于30℃,则
反应速率降低
反应速率降低
;为控制此温度范围,采取的加热方法为
水浴加热
水浴加热

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是
使反应充分进行
使反应充分进行
.静置后只析出NaHCO3晶体的原因是
NaHCO3的溶解度最小
NaHCO3的溶解度最小
.用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去
NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
杂质(以化学式表示);
(3)过滤所得的母液中含有
NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3
(以化学式表示),需加入
HCl
HCl
,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl;
(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液体积为V2 mL.写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=
c(V2-V1)M
1000W
×100%
c(V2-V1)M
1000W
×100%

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科目:高中化学 来源: 题型:

某研究性学习小组根据侯德榜制碱法原理并参考下表有关物质溶解度(g/100g水)数据,以饱和NaCl溶液与研细的NH4HCO3为原料,设计实验经两步反应制备纯碱.
物质 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 35℃以上分解
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 -
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
下列有关说法中,正确的是(  )
A、第一、二步反应的基本类型为化合反应、分解反应
B、第一、二步反应之间的主要实验操作是过滤、洗涤
C、第一步反应控制温度高于30℃目的是提高反应产率
D、反应液加盐酸处理可使NaCl循环使用并回收NH4Cl

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我国化学家侯德榜根据NaHCO3的溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4Cl都小的性质,运用NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl等反应原理,发明了“侯氏制碱法”。

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试回答下列问题:

(1)某学生将实验步骤①②③设计成下图所示的装置:

                

洗气瓶B中的液体是_________,烧杯C中的液体是_________。装置A中的离子方程式是____________________________________。

(2)实验步骤④中过滤操作要求做到“一贴、二低、三靠”,其具体含义是:

一贴:_____________________________________________;

二低:_____________________________________________;

三靠:_____________________________________________。

洗涤沉淀的目的是___________________________________________________________。

(3)该学生设计下图所示装置进行NaHCO3的分解,并证实产物中有CO2产生。

                     

①试管中发生的化学反应方程式是:____________________________________。

②指出该学生设计的装置图的错误之处,并改正(文字说明即可)。

③停止加热时应该怎样操作,为什么?

④烧杯中发生反应的离子方程式是:____________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30—35 ℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)表

温度

溶解度

0 ℃

10 ℃

20 ℃

30 ℃

40 ℃

50 ℃

60 ℃

100 ℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

—①

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

NH4C

l29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①>35℃  NH4HCO3会有分解

请回答:

(1)反应温度控制在30—35 ℃,是因为若高于35 ℃,则__________________________,若低于30 ℃,则______________________________________;为控制此温度范围,采取的加热方法为__________________________________________________________。

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是______________________________________。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是___________________________________________。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_______________________________________杂质(以化学式表示)。

(3)过滤所得的母液中含有______________________________________(以化学式表示),需加入___________________,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。

(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1—2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c( mol·L-1)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示+H+====反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1—2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:

w(NaHCO3)=___________________。

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