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碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42-等杂质,提纯工艺路线如下:

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:

回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为____________________________________。
(2)“趁热过滤”的原因是_______________________________________。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采用的措施是__________(写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是_______________。
(5)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH2=+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式______________________。
(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)防止温度下降时Na2CO3·H2O溶解,避免析出Na2CO3·10H2O或Na2CO3·7H2O
(3)预热过滤装置(或用常压热过滤漏斗进行过滤)
(4)产品纯度降低,因循环使用时母液中Cl与SO42-累积,导致产品中含有NaCl或Na2SO4等杂质
(5)Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=+58.73 kJ/mol
(1)加入过量的NaOH后,溶液中的Mg2、Fe3与OH反应生成难溶物Mg(OH)2、Fe(OH)3,CO32-与Ca2反应生成CaCO3,所以滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(3)保持滤液的温度使过滤过程尽快完成,可以采取的措施有:一是选用热水漏斗(保温漏斗),保温漏斗应先加好热水并预热;二是选用无颈漏斗(或短颈粗玻璃漏斗),可避免样品在颈部析出结晶,影响操作;三是使用折叠滤纸(菊花滤纸),使用折叠滤纸可增大接触面积,有利于热的溶液快速流下,过滤前用少量溶剂润湿滤纸,避免干滤纸在过滤时因吸附溶剂而使晶体析出。
(4)母液中含有NaCl、Na2SO4等杂质,循环使用会降低Na2CO3的纯度。
(5)根据盖斯定律有:1 mol Na2CO3·H2O脱水反应的ΔH=+532.36 kJ/mol-473.63 kJ/mol=+58.73 kJ/mol,再根据热化学方程式的书写原则即可写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O2NH3+O2
进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
请回答下列问题:
(1)50℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h-1
(2)该反应过程与能量关系可用如图表示,则反应的热化学方程式是____________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。求:
①该条件下的平衡常数为________;
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知:N2(g)+3H2(g) ? 2 NH3(g)   △H =" -92.4" kJ/mol。一定条件下,现有容积相同且恒容的密闭容器甲与乙:① 向甲中通入1 mol N2和3 mol H2,达到平衡时放出热量Q1 kJ;② 向乙中通入0.5 mol N2  和1.5 mol H2,达到平衡时放出热量Q2 kJ。则下列关系式正确的是
A.92.4>Ql>2Q2B.92.4=Q1<2Q2
C.Q1=2Q2=92.4D.Q1=2Q2<92.4

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是              (  )
A.任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
C.已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1,则a>b
D.已知:①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.0 kJ·mol-1,则C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为________;
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)  ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,则表示肼燃烧热的热化学方程式为________________________。
(4)肼—空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)   △H1="a" kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=__________kJ·mol-1(用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S______(填>或<)0,一般在__________情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势,其原因是__________。

(4)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=____________________;如果起始温度相同,反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数K1将__________(填增大、减少、不变)。
(5)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图2所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(6)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是______。
A.NH2COONH4B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

碳和硅属于同主族元素,在生活生产中有着广泛的用途。
(1)甲烷可用作燃料电池,将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池,通入CH4的一极,其电极反应式是                 
CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染,有望解决汽车尾气污染问题,反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol1
则NO2被甲烷还原为N2的热化学方程式为_____________________________________
(2)已知H2CO3 HCO3+ H   Ka1(H2CO3)=4.45×10-7
HCO3CO32+H               Ka2(HCO3)=5.61×10-11
HAH+A                  Ka(HA)=2.95×10-8
请依据以上电离平衡常数,写出少量CO2通入到NaA溶液中的离子方程式
___________________________。
(3) 在T温度时,将1.0molCO2和3.0molH2充入2L密闭恒容器中,可发生反应的方程式为CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反应达到平衡后,若容器内的压强与起始压强之比为a :1,则CO2转    化率为______,当a=0.875时,该条件下此反应的平衡常数为_______________(用分数表示)。
(4)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英(SiO2)与焦炭在高温的氮气流中反应生成,已知该反应的平衡常数表达式K=[c(CO)]6/[c(N2)]2,若已知CO生成速率为v(CO)=6mol·L-1·min-1,则N2消耗速率为v(N2)=           ;该反应的化学方程式为________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出反应的化学方程式:______________。
(2)实验要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是__________________________(答出三个或三个以上原因)。
(4)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?__________________________________________________________________________________________(答出两种方案)。
(5)“结冰”现象说明反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应,即断开旧化学键________(填“放出”或“吸收”)能量____________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可以进行,说明______________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(  )。
A
B
C
D




硅太阳能电池
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
 

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