Question

【题目】碳酸钠广泛用于造纸、纺织、玻璃、洗涤剂、肥皂、制革等工业，是一种重要的化工原料。吕布兰、索尔维和侯德榜为碳酸钠的工业化生产作出了巨大贡献。

I、吕布兰法

1789年，法国医生吕布兰 (N．Leblanc，1742﹣1806)以食盐、浓硫酸、木炭和石灰石为原料，开创了规模化工业制取碳酸钠的先河，具体流程如图：

(1)碳酸钠俗称_____。

(2)在高温条件下，②中发生两步反应，其中一步是Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，该反应的化学方程式为 ___________。

(3)③中“水浸”时通常需要搅拌，其目的是________。

(4)不断有科学家对吕布兰法进行改进，是因为此法有明显不足，请写出一条不足之处______。

Ⅱ、索尔维法

1892年，比利时工程师索尔维发明氨碱法制碳酸钠，又称索尔维法。原理如下：

NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

某兴趣小组采用下列装置模拟索尔维法制备碳酸氢钠，进而制得碳酸钠。

实验操作如下：

①关闭K1，打开K2通入NH3，调节气流速率，待其稳定后，打开K1通入CO2；

②待三颈烧瓶内出现较多固体时，关闭K2停止通NH3，一段时间后，关闭K1停止通CO2；

③将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、低温干燥，并将所得固体置于敞口容器中加热，记录剩余固体质量。

加热时间/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
剩余固体质量/g	未记录	15.3	13.7	11.9	10.6	10.6

请回答下列问题：

(5)饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl，反应的化学方程式为_____；

(6)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是_____

(7)①根据实验记录，计算t2时 NaHCO3固体的分解率 (已分解的 NaHCO3质量与加热前原NaHCO3质量的比值)，请写出计算过程_________。

②若加热前NaHCO3固体中还存在少量NaCl，上述计算结果将_____ (填“偏大”、“偏小或“无影响”)。

(8)制碱技术在很长一段时间内把持在英、法等西方国家手中，我国化学工程专家侯德榜先生独立摸索出索尔维法并公布与众，又于1943年创造性地将制碱与制氨两种工艺联合起来，基本消除废弃物的排放，同时生产出碳酸钠和氯化铵两种产品，这就是著名的侯氏制碱法。下列认识或理解正确的是_____

①科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的；

②“科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力；

③侯氏制碱法大大提高了原料的利用率，它符合当今“绿色化学”的理念。

Answer 1

【答案】纯碱或苏打 Na2SO4+4CNa2S+4CO 加速碳酸钠的溶解 污染环境 NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑ 平衡气压； t2时 NaHCO3固体的分解率为50% 偏小 ①②③

【解析】

I、（1）根据碳酸钠的俗称，进行分析解答；

（2）根据题意，在高温条件下，Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，进行分析解答；

（3）根据“水浸”时搅拌的作用，进行分析解答；

（4）根据吕布兰法生产纯碱的过程中有一氧化碳、氯化氢气体等生成，进行分析解答；

Ⅱ、（5）根据氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳，进行分析解答；

（6）根据长颈漏斗与外界空气相通进行分析解答；

（7）根据2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，最终剩余固体为碳酸钠，由最终剩余固体质量，进行分析解答；

（8）根据制碱技术发展的历史，进行分析解答。

I、（1）碳酸钠俗称纯碱或苏打；

（2）在高温条件下，Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，该反应的化学方程式为Na2SO4+4CNa2S+4CO；

（3）“水浸”时通常需要搅拌，能加快溶解速率，故其目的是加速碳酸钠的溶解；

（4）吕布兰法生产纯碱的过程中有一氧化碳、氯化氢气体等生成，会污染环境；

Ⅱ、（5）氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑；

（6）长颈漏斗与外界空气相同，三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是平衡气压；

（7）设原混合物中碳酸氢钠的质量为x。

x＝16.8g

完全反应时剩余固体减少16.8g﹣10.6g＝6.2g。

t2时固体的质量减少了16.8g﹣13.7g＝3.1g。

t2时固体的质量减少的质量为完全反应时的一半，则t2时NaHCO3固体的分解率为50%。

若加热前 NaHCO3固体中还存在少量NaCl，则剩余固体的质量偏大，则上述计算结果将偏小；

（8）由题意制碱技术在很长一段时间内把持在英、法等西方国家手中，我国化学工程专家侯德榜先生独立摸索出索尔维法并公布与众，又于1943年创造性地将制碱与制氨两种工艺联合起来，基本消除废弃物的排放，同时生产出碳酸钠和氯化铵两种产品，这就是著名的侯氏制碱法，可知①科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的；②“科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力；③绿色化学，要求提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”，侯氏制碱法创造性地将制碱与制氨两种工艺联合起来，基本消除废弃物的排放，符合当今“绿色化学”的理念。故选①②③。