内容正文:
第二部分 元素及其化合物
第3章 物质的性质与转化(1)
——金属及其化合物
第11讲 纯碱的制备与实验测定(能力课)
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1.侯氏制碱法的原理及问题分析。 2.Na2CO3、NaHCO3的实验测定的探究。
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侯氏制碱法的原理及问题分析
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1.工艺流程
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[知识链接] 由NaOH制备纯净Na2CO3的方法
将NaOH分为两等份,向其中一份通入过量CO2,将所得溶液再与另一份NaOH混合。NaOH+CO2===NaHCO3,NaHCO3+NaOH ===Na2CO3+H2O。
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1.“侯氏制碱法”是我国化学家侯德榜为世界制纯碱工业做出的突出贡献。某实验小组模拟制纯碱的工艺流程及实验装置(部分夹持装置略)如图所示,下列叙述正确的是( )
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A.装置①中的试管中应盛放氯化铵固体
B.装置②的球形干燥管中应盛放碱石灰
C.装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
D.装置①可以用装置③代替,但不可用装置④代替
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D [制备NaHCO3发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=== NaHCO3↓+NH4Cl,装置①用来制备氨气,加热氯化铵,分解生成的氨气和氯化氢会重新反应生成氯化铵,不能用来制备氨气,A错误;装置②的球形干燥管作用是导气、吸收多余氨气,碱石灰只能干燥氨气,不能吸收氨气,B错误;制备的CO2中混有HCl,装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去HCl,C错误;装置③为固液不加热型装置,可用氧化钙固体和浓氨水反应制备氨气,则可代替装置①制备氨气,装置④是启普发生器,不能用于易溶于水的气体制备,氨气极易溶于水,则不可代替装置①,D正确。]
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2.以下是联合制碱法的简单流程,下列说法正确的是( )
A.氨气和二氧化碳的通入顺序应该调换
B.操作X为过滤,为加快过滤速度过滤时用玻璃棒搅拌
C.联合制碱法的主要原理是相同条件下Na2CO3易溶于水,NaHCO3难溶于水
D.溶液B中加入氯化钠固体,通入氨气可得到副产品NH4Cl,通入氨气的目的是增大NH的浓度,有利于析出NH4Cl并提高纯度
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D [氨气和二氧化碳的顺序不能颠倒,因为氨气极易溶于水,二氧化碳的溶解度较小,先通入氨气可以更多地吸收二氧化碳,反应生成碳酸氢钠,A错误;过滤时不能用玻璃棒搅拌,避免弄破滤纸,B错误;碳酸钠和碳酸氢钠都易溶于水,但碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度,C错误;氨气易溶于水并和水反应生成一水合氨,抑制铵根离子的水解,有利于析出氯化铵,提高纯度,D正确。]
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Na2CO3的质量分数的实验测定
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1.气体法
(1)测定原理:Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O, 2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2CO2↑+2H2O,通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3、NaHCO3的质量。
(2)实验操作:向m g纯碱(含NaHCO3)样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。
(3)计算:列方程组求出m(Na2CO3)和m(NaHCO3)。
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