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(2008?广东)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料.工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺路线如下:

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3

(2)“趁热过滤”的原因是
使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长
使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长

(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是
用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤)
用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤)
(写出一种)
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是
产品纯度降低,因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质
产品纯度降低,因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质

(5)已知:
Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H1=+532.36kJ?mol-1;Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3?H2O(s)+9H2O(g)△H2=+473.63kJ?mol-1,写出Na2CO3?H2O脱水反应的热化学方程式
Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol
Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol
分析:(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀;
(2)观察坐标图,温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,若不趁热过滤将析出晶体;
(3)思路方向:1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度;
(4)分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响;
(5)通过观察两个热化学方程式,利用盖斯定律来计算焓变即可.
解答:解:(1)碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀,滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
故答案为:Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)根据所给的坐标图可以发现:温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,若不趁热过滤将析出晶体,所以“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长,
故答案为:使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长;
(3)在实验室进行“趁热过滤”时,要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度,可采取的措施是用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤),故答案为:用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤);
(4)根据流程图内容“母液”中存在氯离子和硫酸根离子,若参与循环,将使离子浓度增大,导致产品纯度降低,故答案为:产品纯度降低;因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质;
(5)通过观察两个热化学方程式,利用盖斯定律,可将两式相减得到Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),即Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol,
故答案为:Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol.
点评:本题是一道综合题,考查学生分析和解决问题的能力,综合性强,难度大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2008?广东)醇氧化成醛的反应是药物、香料合成中的重要反应之一.
(1)苯甲醇可由C6H5CH2Cl在NaOH水溶液中发生取代反应而得,反应方程式为

(2)醇在催化剂作用下氧化成醛的反应是绿色化学的研究内容之一.某科研小组研究了把催化剂在氧气气氛中对一系列醇氧化成醛反应的催化效果,反应条件为:K2CO3、363K、甲苯(溶剂).实验结果如下:
反应时间/h 2.5 2.5 2.5
醛的产率/% 95 96 94
反应时间/h 3.0 3.0 15.0
醛的产率/% 95 92 40
分析表中数据,得到把催化剂催化效果的主要结论是
苯环上的取代基对醛的产率影响不大,对反应时间有一定影响及与羟基相连的碳链长,大大降低醛的产率与增大反应时间
苯环上的取代基对醛的产率影响不大,对反应时间有一定影响及与羟基相连的碳链长,大大降低醛的产率与增大反应时间
(写出2条).
(3)用空气代替氧气气氛进行苯甲醇氧化生成苯甲醛的反应,其他条件相同,产率达到95%时的反应时间为7.0小时.请写出用空气代替氧气气氛进行反应的优缺点:
优点为原料易得,降低成本,防止苯甲醛氧化为苯甲酸;缺点为令反应时间增长
优点为原料易得,降低成本,防止苯甲醛氧化为苯甲酸;缺点为令反应时间增长

(4)苯甲醛易被氧化.写出苯甲醛被银氨溶液氧化的反应方程式
C6H5CHO+2Ag(NH32OH
水浴加热
C6H5COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
C6H5CHO+2Ag(NH32OH
水浴加热
C6H5COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
(标出具体反应条件).
(5)在药物、香料合成中常利用醛和醇反应生成缩醛来保护醛基,此类反应在酸催化下进行.例如:

①在以上醛基保护反应中要保证反应的顺利进行,可采取的措施有
CH3CH2OH过量,令化学平衡向正反应方向移动或边反应边蒸馏缩醛脱离反应体系,令化学平衡向正反应方向移动
CH3CH2OH过量,令化学平衡向正反应方向移动或边反应边蒸馏缩醛脱离反应体系,令化学平衡向正反应方向移动
(写出2条).
②已知具有五元环和六元环结构的缩醛比较稳定.写出用乙二醇(HOCH2CH3OH)保护苯甲醛中醛基的反应方程式

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2008?广东)镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子.工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁.
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有
增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性
增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性

(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型.某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示,请改正图中错误:
⑧应为黑色
⑧应为黑色

(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火.燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:
电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量
电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量

(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氧化物 NaF MgF2 SiF4
熔点/K 1266 1534 183
解释表中氟化物熔点差异的原因:
离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比
离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比

(5)人工模拟是当前研究的热点.有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合或Cu(I)(I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:

①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有
σ
σ
键的特性.
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异
a中存在氢键、b中存在配位键
a中存在氢键、b中存在配位键

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法不正确的是(  )

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科目:高中化学 来源:2010-2011学年浙江省杭州市七校高三上学期期中考试化学卷 题型:选择题

下列说法不正确的是

A.2008年北京奥运会开幕式上的“脚印”等焰火让全世界为之欢呼、倾倒,这主要是利用了化学中“焰色反应”的知识

B.我国神七宇航员所穿航天服主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的,它是一种新型无机非金属材料

C.中国第1艘LNG船“大鹏昊”已于2009年5月2日满载65000吨LNG,抵达广东。船底镶嵌锌块,锌作正极,以防船体被腐蚀

D.低碳生活就是节能减排,使用太阳能等代替化石燃燃料,可减少温室气体的排放

 

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列说法不正确的是


  1. A.
    2008年北京奥运会开幕式上的“脚印”等焰火让全世界为之欢呼、倾倒,这主要是利用了化学中“焰色反应”的知识
  2. B.
    我国神七宇航员所穿航天服主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的,它是一种新型无机非金属材料
  3. C.
    中国第1艘LNG船“大鹏昊”已于2009年5月2日满载65000吨LNG,抵达广东.船底镶嵌锌块,锌作正极,以防船体被腐蚀
  4. D.
    低碳生活就是节能减排,使用太阳能等代替化石燃燃料,可减少温室气体的排放

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