11.纯碱是重要的化工原料
(一)制备探究:如图是工业生产纯碱的主要流程示意图.
【查阅资料】①粗盐水中含有杂质MgCl
2、CaCl
2;②常温下,NH
3极易溶于水,CO
2能溶于水,③NaHCO
3加热易分解,Na
2CO
3加热不易分解.
(1)写出除去粗盐水中MgCl
2、CaCl
2的化学方程式:MgCl
2+2NaOH=Mg(OH)
2↓+2NaCl,CaCl
2+Na
2CO
3=CaCO
3↓+2NaCl.
(2)在工业生产纯碱工艺流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是有利于溶液吸收CO
2气体,“碳酸化”时,NaCl、NH
3、CO
2 和H
2O相互作用析出NaHCO
3,写出该反应的化学方程式NaCl+NH
3+CO
2+H
2O=NaHCO
3+NH
4Cl.
(3)“碳酸化”后过滤获得的NH
4Cl可用作氮肥,也可先加热(填“加热”或“冷却”)NH
4Cl溶液,再加入熟石灰获得循环使用的物质是NH
3;
(4)煅烧制得纯碱的化学方程式是2NaHCO
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑.
(二)成分探究
【提出问题】纯碱样品中含有哪些杂质?
【猜想】猜想一:可能含有NaHCO
3; 猜想二:可能含有NaCl;猜想三:NaHCO
3和NaCl.
【实验探究】确定纯碱中是否含NaHCO
3.实验装置和主要实验步骤如下:
①称量D、E装置总质量为200.0g,将10.6 0g纯碱试样放入锥形瓶中,按上图组装后打开活塞K
1和K
2,关闭K
3,缓缓鼓入一段时间空气;
②关闭活塞K
1和K
2,打开K
3,加入足量稀硫酸,待锥形瓶中不再产生气泡时,再次打开止水夹K
1,从导管a处再次缓缓鼓入空气;
③一段时间后再次称量装置D、E的总质量为204.84g.
【实验讨论】
(5)加入样品前还应检查装置气密性;
(6)装置A的作用是除去空气中的二氧化碳,装置C的作用是除去二氧化碳中的水;装置E的作用是吸收从D中带出的水;
(7)反应结束后打开止水夹K
1,缓缓鼓入空气的目的是将生成的二氧化碳全部送到D中,装置B中一定发生的化学反应方程式为Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑装置D中的化学反应方程式为CO
2+2NaOH=Na
2CO
3+H
2O.
(8)装置B中生成CO
2的质量为4.84 g.通过计算说明纯碱中A含NaHCO
3(填字母).
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
计算过程(已知Na
2CO
3相对分子质量为106、NaHCO
3相对分子质量为84):
(9)另取10.6样品,加入a g 14.6%的盐酸恰好完全反应,再将所得溶液蒸干后得到固体的质量为W,当W的值满足W>0.234a条件时,样品中含有NaCl.