11.純堿是重要的化工原料
(一)制備探究:如圖是工業(yè)生產(chǎn)純堿的主要流程示意圖.
【查閱資料】①粗鹽水中含有雜質(zhì)MgCl
2、CaCl
2;②常溫下,NH
3極易溶于水,CO
2能溶于水,③NaHCO
3加熱易分解,Na
2CO
3加熱不易分解.
(1)寫出除去粗鹽水中MgCl
2、CaCl
2的化學方程式:MgCl
2+2NaOH=Mg(OH)
2↓+2NaCl,CaCl
2+Na
2CO
3=CaCO
3↓+2NaCl.
(2)在工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是有利于溶液吸收CO
2氣體,“碳酸化”時,NaCl、NH
3、CO
2 和H
2O相互作用析出NaHCO
3,寫出該反應的化學方程式NaCl+NH
3+CO
2+H
2O=NaHCO
3+NH
4Cl.
(3)“碳酸化”后過濾獲得的NH
4Cl可用作氮肥,也可先加熱(填“加熱”或“冷卻”)NH
4Cl溶液,再加入熟石灰獲得循環(huán)使用的物質(zhì)是NH
3;
(4)煅燒制得純堿的化學方程式是2NaHCO
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑.
(二)成分探究
【提出問題】純堿樣品中含有哪些雜質(zhì)?
【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.
【實驗探究】確定純堿中是否含NaHCO
3.實驗裝置和主要實驗步驟如下:
①稱量D、E裝置總質(zhì)量為200.0g,將10.6 0g純堿試樣放入錐形瓶中,按上圖組裝后打開活塞K
1和K
2,關(guān)閉K
3,緩緩鼓入一段時間空氣;
②關(guān)閉活塞K
1和K
2,打開K
3,加入足量稀硫酸,待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時,再次打開止水夾K
1,從導管a處再次緩緩鼓入空氣;
③一段時間后再次稱量裝置D、E的總質(zhì)量為204.84g.
【實驗討論】
(5)加入樣品前還應檢查裝置氣密性;
(6)裝置A的作用是除去空氣中的二氧化碳,裝置C的作用是除去二氧化碳中的水;裝置E的作用是吸收從D中帶出的水;
(7)反應結(jié)束后打開止水夾K
1,緩緩鼓入空氣的目的是將生成的二氧化碳全部送到D中,裝置B中一定發(fā)生的化學反應方程式為Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑裝置D中的化學反應方程式為CO
2+2NaOH=Na
2CO
3+H
2O.
(8)裝置B中生成CO
2的質(zhì)量為4.84 g.通過計算說明純堿中A含NaHCO
3(填字母).
A.一定 B.一定不 C.可能 D.無法確定
計算過程(已知Na
2CO
3相對分子質(zhì)量為106、NaHCO
3相對分子質(zhì)量為84):
(9)另取10.6樣品,加入a g 14.6%的鹽酸恰好完全反應,再將所得溶液蒸干后得到固體的質(zhì)量為W,當W的值滿足W>0.234a條件時,樣品中含有NaCl.