Question

【题目】（经典赏析）我国制碱工业的先驱—侯德榜，发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法。生产过程是在饱和氨盐水中(NH3和NaCl都达到饱和的溶液)通入 CO2。

（查阅资料）(1)侯氏制碱法中主要反应： Ⅰ．NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl， Ⅱ．2NaHCO3 △ Na2CO3+H2O+CO2↑。

(2) NaHCO3和NH4Cl的溶解度曲线如图所示。

（思考交流）(1)30℃时，NH4Cl饱和溶液中溶质质量分数与NaHCO3饱和溶液中溶质质量分数相比，前者与后者的关系是_______(填字母)。

A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定

(2)反应Ⅰ中生成物NaHCO3和NH4Cl的质量比为_______(不需化简)。

(3)氨盐水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先结晶析出的物质是NaHCO3，原因是________。

（实验探究）某小组以粗盐和碳酸氢铵(NH4HCO3)为原料，采用以下流程制备纯碱和NH4Cl。

(1)粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质，还含有少量的MgCl2等。若要除去粗盐中的MgCl2，可加入过量的NaOH溶液，过滤，然后向滤液中加入适量盐酸。写出加入盐酸时反应的化学方程式_____________。

(2)过滤时玻璃棒的作用是______________ 。

(3)沉淀1表面常附有NH4+、Cl-等杂质，洗涤时最好选用下列______饱和溶液(填字母)。

A．NaCl B．NH4Cl C． NH4HCO3 D．NaHCO3

(4)步骤X包括的操作有________、冷却结晶和过滤。

（拓展延伸）小华设计下图实验装置测定某纯碱样品(含少量杂质NaCl)中碳酸钠的质量分数：取一定量的样品与足量稀盐酸反应，通过测定生成CO2的体积，计算样品中碳酸钠的质量分数。(已知常温常压下CO2的密度是1.977g/L)

(1)如果样品质量为5.3g，则实验中选用的量气管规格最合适的是_________(填字母)。

A．500mL B．1000 mL C．1500 mL D．2000mL

(2) 反应结束后锥形瓶中有CO2残留，会导致测得的碳酸钠质量分数_________(填字母)。

A．偏大 B．偏小 C．无影响

(3)如果5.3g样品中钠元素的质量分数为42%，实验结束后将锥形瓶中溶液蒸干，则所得固体质量为__________(结果保留1位小数)。

Answer 1

【答案】 A 84:53.5 反应生成的碳酸氢钠的质量比氯化铵多，且相同温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小 NaOH+HCl=NaCl+H2O 引流 D 蒸发浓缩(或蒸发) C C 5.7 g(或5.6 g)

【解析】Ⅱ． (2) 【思考交流】(1) 溶解度是一定温度下，100g溶剂里达到饱和时，所溶解的溶质的质量。饱和溶液溶质的质量分数=溶解度÷（溶解度+100g）×100% 。 30℃时，氯化铵的溶解度比碳酸氢钠的溶解度大，NH4Cl饱和溶液中溶质质量分数比NaHCO3饱和溶液中溶质质量分数大；(2)化学反应中物质的质量比等于化学方程式中化学计量数和相对分子质量乘积的比， 反应NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl中，生成物NaHCO3和NH4Cl的质量比为84:53.5；(3)氨盐水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先结晶析出的物质是NaHCO3，原因是反应生成的碳酸氢钠的质量比氯化铵多，且相同温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小 ；【实验探究】(1)在除掉氯化镁时，加入过量的NaOH溶液，过滤，滤液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠，向滤液中加入盐酸时，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O ；(2)过滤时玻璃棒的作用是引流；(3)沉淀1表面常附有NH4+、Cl-等杂质，洗涤时，为了不使碳酸氢钠溶解，最好选用碳酸氢钠饱和溶液进行洗涤；(4)步骤X包括的操作有蒸发浓缩、冷却结晶和过滤。【拓展延伸】(1)如果样品质量为5.3g，则由化学方程式：Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑，可计算出，生成二氧化碳2.2g，约1100mL，实验中选用的量气管规格最合适的是1500 mL； (2) 反应结束后锥形瓶中残留CO2的体积，与瓶内原有空气的体积相同，不会导致测得的二氧化碳体积不准确，不影响碳酸钠质量分数；(3)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，如果5.3g样品中钠元素的质量分数为42%，根据反应前后元素的种类、质量不变，实验结束后将锥形瓶中溶液蒸干，所得固体质量为5.3g×42%÷（23÷58.5×100%）≈5.7 g(或5.6 g)。