Question

1862年，比利時化學(xué)家索爾維發(fā)明了氨堿法制堿，1926年，我國化學(xué)家都創(chuàng)立了要為先進的侯德邦制堿法，也叫聯(lián)合制堿法，兩種制堿的生產(chǎn)流程可需要表示如圖1：
（1）向沉淀池中通入CO₂和氮氣時，應(yīng)先通入氮氣的原因是

 

；
（2）沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

；
（3）氨堿法生產(chǎn)流程示意圖的Y是

 

，從原料到產(chǎn)品，氨堿法總反應(yīng)過程用化學(xué)方程式表示，可寫為

 

；
（4）聯(lián)合制堿法中從濾液中提取氯化銨晶體的過程推測，所得結(jié)論正確的是

 

（選填編號）
A．常溫時氯化銨的溶解度比氯化鈉小
B．通入氨氣能增大NH₄⁺的濃度，使氯化銨更多析出
C．加入食鹽細粉能提高Na⁺的濃度，使NaHCO₃結(jié)晶析出
D．通入氨氣能使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度
（5）聯(lián)合劑堿法相比于氨堿法，氯化鈉利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了循環(huán)I．聯(lián)合制堿法的另一項優(yōu)點是

 

．
（6）從沉淀地析出的晶體含有NaCl雜質(zhì)，某同學(xué)在測定其NaHCO₃的含量時，稱取5.000g試樣，配制成100mL溶液，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液確定（用甲基酸提示劑），測定值記錄如下：

滴定次數(shù)	待測液（mL）	0.6000mol/L鹽酸溶液的體積（mL）
		初讀數(shù)	終讀數(shù)
第一次	20.00	1.00	21.00
第二次	20.00	如圖2Ⅰ	如圖2Ⅱ

①第二次滴定，從圖Ⅰ圖Ⅱ顯示消耗的鹽酸溶液體積為

 

；
②該實驗測定NaHCO₃含量的計算式為ω（NaHCO₃）=

 

．

Answer 1

考點：氯堿工業(yè)

專題：

分析：（1）二氧化碳為酸性氧化物，在水中溶解度小，氨氣極易溶于水生成堿性的氨水，二氧化碳易溶于堿性溶液；
（2）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；
（3）依據(jù)氨堿法生產(chǎn)流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)生成的氨氣解答；
（4）聯(lián)合制堿法中從濾液中提取氯化銨晶體的過程為：向母液中通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度；加入食鹽細粉目的是提高Cl^-的濃度，使氯化氨析出；
（5）與氨堿法比較，聯(lián)合制堿法優(yōu)點是提高了原料的原子利用率，避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備；
（6）①依據(jù)滴定管正確讀數(shù)方法解答；
②計算兩次消耗鹽酸的平均值，計算消耗鹽酸的物質(zhì)的量，依據(jù)方程式：HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑，然后計算碳酸氫鈉的物質(zhì)的量和質(zhì)量，計算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）二氧化碳為酸性氧化物，在水中溶解度小，氨氣極易溶于水生成堿性的氨水，二氧化碳易溶于堿性溶液，先通氨氣有利于吸收二氧化碳；
故答案為：因為CO₂溶解度小，而NH₃易溶于水，先通入NH₃有利于后面CO₂的吸收；
（2）氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；
故答案為：氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（3）氨堿法的生產(chǎn)流程中循環(huán)Ⅰ是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)生成的氨氣可以循環(huán)使用，NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；CaCO₃═CaO+CO₂↑；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+2NH₄Cl═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑合并得到總化學(xué)方程式為：CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂，
故答案為：NH₃； CaCO₃+2NaCl═Na₂CO₃+CaCl₂；
（4）A．常溫時氯化銨的溶解度比氯化鈉大，故A錯誤；
B．通氨氣作用有增大NH₄⁺的濃度，使NH₄Cl更多地析出和使NaHCO₃轉(zhuǎn)化為Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl純度，故B正確；
C．加入食鹽細粉目的是提高Cl^-的濃度，促進氯化銨結(jié)晶析出，故C錯誤；
D．通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，故D正確；
故選BD；
（5）聯(lián)合制堿法的主要原理是：①向濃氨水中通入足量的CO₂后，氨氣、水和CO₂發(fā)生化合反應(yīng)而生成NH₄HCO₃溶液；②然后加入食鹽細粒充分?jǐn)嚢�，生成的碳酸氫鈉和氯化銨；③將析出的碳酸氫鈉加熱得碳酸鈉、二氧化碳和水，相對于氨堿法制堿，即向過濾后的濾液中加熟石灰以回收氨，使之循環(huán)使用能夠避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備，
故答案為：避免產(chǎn)生大量的含有CaCl₂的溶液，或節(jié)省石灰窯、蒸氨塔等設(shè)備；
（6）①滴定管能讀數(shù)到0.01ml，所以根據(jù)滴定管中液面的位置可知，初始讀數(shù)是2.40ml，最終讀數(shù)是22.60ml，所以實際消耗鹽酸的體積是22.60ml-2.40ml=20.20ml；
故答案為：20.20ml；
②第一次消耗鹽酸的體積是21.00ml-1.00ml=20.00ml，所以兩次消耗鹽酸的平均值是（20.20ml+20.00ml）÷2=20.10ml，所以消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.0201L×0.6000mol/L．根據(jù)方程式HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑可知，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是0.0201L×0.6000mol/L，質(zhì)量是0.0201L×0.6000mol/L×84g/mol，所以碳酸氫鈉的純度是：

0.0201L×0.06000mol/L×84g/mol× 100ml 20ml

5.000g

×100%；
故答案為：

0.0201L×0.06000mol/L×84g/mol× 100ml 20ml

5.000g

×100%．

點評：本題考查了聯(lián)堿法和氨堿法生產(chǎn)流程的原理比較和物質(zhì)分析判斷，明確反應(yīng)原理和工藝流程是解題關(guān)鍵，注意滴定實驗數(shù)據(jù)的處理方法，題目難度較大．