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专题12 侯氏制碱法
1. 工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2 , 并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业.在工业上,制取氯气和烧碱的主要工艺流程如下:
(1)环节Ⅰ:利用海水提取粗盐的过程(如图).
图中①是________(填“蒸发”或“冷却”)池.
(2)母液为氯化钠的________(填“饱和”或“不饱和”)溶液.
(3)环节Ⅱ:利用工业上粗盐(含MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质)精制氯化钠(工艺流程如图).
X中含有的阳离子是________;
(4)写出生成沉淀D的一个化学方程式 .
(5)溶液E中加过量稀盐酸的作用是 .
(6)实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量,原因是 .
(7)环节Ⅲ:电解饱和食盐水生产氯气和烧碱并测定烧碱的纯度.
请写出环节Ⅲ生产中发生反应的化学方程式 .
(8)工业烧碱常常含有一定的氯化钠和碳酸钠杂质.为了测定烧碱的含量,小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如图:
请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数(请列出计算过程)________.
(9)小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密,其理由是:
①探究方案中没考虑氢氧化钠的吸水性.
②探究方案中因缺少________(填操作名称),导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小.
(10)环节Ⅳ:应用举例
氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,工业上用氯气与石灰乳[Ca(OH)2]反应来制取漂白粉,有关反应的化学方程式是_ .
2. 蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成.由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验流程如图1所示:
(1)蛇纹石加盐酸溶解后,溶液有Mg2+等________种金属离子产生,写出产生Mg2+的化学方程式 .
(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液pH=6~7(有关氢氧化物沉淀的pH见表),沉淀物A中含有________和________.该操作中Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量,溶液pH会升高,可能导致________溶解,________会沉淀析出.
氢氧化物
溶液pH
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
Fe(OH)3
2.3
3.4
沉淀不溶
沉淀不溶
Al(OH)3
3.3
5.2
7.8
12.8
Mg(OH)2
8.6
11.1
沉淀不溶
沉淀不溶
(3)已知Mg(HCO3)2受热分解可以产生三种氧化物,请写出该反应方程式 .
(4)物质循环使用,能节约资源.上述实验中,可以循环使用的物质是________.
(5)确定产品碱式碳酸镁(mMgCO3•nMg(OH)2•xH2O)的组成.某同学组装仪器如图2所示:
【资料查询】MgCO3、Mg(OH)2受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
实验测得:硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g,D处浓H2SO4增重0.9g,E处碱石灰增重1.76g.
①A装置中NaOH溶液的作用是________;B装置中药品是________;在实验中要持续通入空气,其目的是 .
②通过计算可得碱式碳酸镁(mMgCO3•nMg(OH)2•xH2O)中m:n=________.x值为________.若将F装置去掉,对实验结果的影响是m值________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
3. 小明学习了中国化学家侯德榜发明的候氏制碱法的反应原理,发现最终产物是Na2CO3 .
(1)他对制“碱法”的名称产生了疑问,带着疑问去查找资料发现:
Na2CO3属于________类(填酸、碱、盐),俗名________,是一种重要的化工原料,水溶液显碱性.他又对Na2CO3水溶液显碱性的原因产生了兴趣.
(2)【提出问题】Na2CO3溶液显碱性的原因是什么?
【查阅资料】①NaCl、CaCl2溶液显中性,Cl﹣对溶液的酸碱性没有影响.
②Na2CO3在水中全部电离生成Na+和CO32﹣ .
【提出猜想】猜想一:Na+与水作用,使溶液显碱性.
猜想二:水分子单独起作用,使溶液显