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，具体流程如下：

（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+CO2+NH3+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______，有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花，理由是______；关闭K2停止通NH3后，还要继续通一段时间

CO2，其目的是______。

(7)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。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于众，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，这就是著名的候氏制碱法。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作用率，它符合当今“绿色化学”的理念。

Answer 1

【答案】纯碱Na2SO4+CNa2S+4CO↑加快溶解速率，使Na2CO3充分溶解在水中会有CO气体产生，污染空气NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O控制瓶内的气压与外界大气压一致吸收氨气、防止污染空气使氨气充分反应24.2%（过程略）偏小①②③

【解析】

（1）碳酸钠俗称纯碱。（2）根据题意，反应物是Na2SO4和木炭，生成物是Na2S和CO，反应的化学方程式为：Na2SO4+CNa2S+4CO↑（3）③中“水浸”时通常需要搅拌，其目的是加快溶解速率，使Na2CO3充分溶解在水中。（4）吕布兰法有一氧化碳气体生成，会污染空气。(5)HCl易溶于水形成盐酸，与碳酸氢钠反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O(6)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是控制瓶内的气压与外界大气压一致。NH3是一种有刺激性气味的气体，可在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花，以吸收氨气，防止污染空气。关闭K2停止通NH3后，还要继续通一段时间CO2，其目的是使氨气充分反应。(7)根据表中提供的数据，10.6g是生成的碳酸钠的质量，设反应前碳酸氢钠的质量是x，则

t2时固体剩余物的质量是15.3g,设此时发生分解反应的碳酸氢钠的质量是y，

t2时NaHCO3的分解率:×100%≈24.2%

若加热前NaHCO3固体中还存在少量NaCl，则反应后剩余固体质量偏小，NaHCO3的分解率会偏小。

(8)①科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的，此说法正确；②“科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力，此说法正确；③侯氏制碱法大大提高了原料的作用率，它符合当今“绿色化学”的理念，此说法正确。故选①②③。