Question

【題目】碳酸鈉廣泛用于造紙、紡織、玻璃、洗滌劑、肥皂、制革等工業(yè)，是一種重要的化工原料。呂布蘭、索爾維和侯德榜為碳酸鈉的工業(yè)化生產作出了巨大貢獻。

Ⅰ、呂布蘭法

1789年，法國醫(yī)生呂布蘭（N.Leblanc，1742—1806）以食鹽、濃硫酸，木炭和石灰石為原料，開創(chuàng)了規(guī)模化工業(yè)制取碳酸鈉的先河，具體流程如下：

（1）碳酸鈉俗稱______。

（2）在高溫條件下，②中發(fā)生兩步反應，其中一步是Na2SO4和木炭生成Na2S和CO，該反應的化學方程式為______。

（3）③中“水浸”時通常需要攪拌，其目的是______。

（4）不斷有科學家對呂布蘭法進行改進，是因為此法有明顯不足，請寫出一條不足之處______。

Ⅱ、索爾維法

1892年，比利時工程師索爾維發(fā)明氨堿法制碳酸鈉，又稱索爾維法。原理如下：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。某興趣小組采用下列裝置模擬索爾維法制備碳酸氫鈉，進而制得碳酸鈉。

實驗操作如下：

①關閉K1，打開K2通入NH3，調節(jié)氣流速率，待其穩(wěn)定后，打開K1通入CO2；

②待三頸燒瓶內出現較多固體時，關閉K2停止通NH3，一段時間后，關閉K1停止通CO2；

③將三頸燒瓶內的反應混合物過濾、洗滌、低溫干燥，并將所得固體置于敞口容器中加熱，記錄剩余固體質量。

加熱時間/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
剩余固體質量/g	未記錄	15.3	13.7	11.9	10.6	10.6

請回答下列問題：

(5)飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl，反應的化學方程式為______。

(6)三頸燒瓶上連接的長頸漏斗的主要作用是______，有同學認為應該在長頸漏斗內放置一團蘸有酸液的棉花，理由是______；關閉K2停止通NH3后，還要繼續(xù)通一段時間

CO2，其目的是______。

(7)根據實驗記錄，計算t2時NaHCO3固體的分解率______（已分解的NaHCO3質量與加熱前原NaHCO3質量的比值），請寫出計算過程。若加熱前NaHCO3固體中還存在少量NaCl，上述計算結果將_____（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

(8)制堿技術在很長一段時間內把持在英、法等西方國家手中，我國化學工程專家侯德榜先生獨立摸索出索爾維法并公布于眾，又于1943年創(chuàng)造性地將制堿與制氨兩種工藝聯合起來，基本消除廢棄物的排放，同時生產出碳酸鈉和氯化銨兩種產品，這就是著名的候氏制堿法。下列認識或理解正確的是______。

①科學認識是在曲折的、艱辛的積累過程中不斷進步的；

②“科技興邦、實業(yè)救國”是侯德榜先生回國研究的巨大動力；

③侯氏制堿法大大提高了原料的作用率，它符合當今“綠色化學”的理念。

Answer 1

【答案】純堿Na2SO4+CNa2S+4CO↑加快溶解速率，使Na2CO3充分溶解在水中會有CO氣體產生，污染空氣NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O控制瓶內的氣壓與外界大氣壓一致吸收氨氣、防止污染空氣使氨氣充分反應24.2%（過程略）偏小①②③

【解析】

（1）碳酸鈉俗稱純堿。（2）根據題意，反應物是Na2SO4和木炭，生成物是Na2S和CO，反應的化學方程式為：Na2SO4+CNa2S+4CO↑（3）③中“水浸”時通常需要攪拌，其目的是加快溶解速率，使Na2CO3充分溶解在水中。（4）呂布蘭法有一氧化碳氣體生成，會污染空氣。(5)HCl易溶于水形成鹽酸，與碳酸氫鈉反應的化學方程式為：NaHCO3+HCl=NaCl+ CO2↑+H2O(6)三頸燒瓶上連接的長頸漏斗的主要作用是控制瓶內的氣壓與外界大氣壓一致。NH3是一種有刺激性氣味的氣體，可在長頸漏斗內放置一團蘸有酸液的棉花，以吸收氨氣，防止污染空氣。關閉K2停止通NH3后，還要繼續(xù)通一段時間CO2，其目的是使氨氣充分反應。(7)根據表中提供的數據，10.6g是生成的碳酸鈉的質量，設反應前碳酸氫鈉的質量是x，則

t2時固體剩余物的質量是15.3g,設此時發(fā)生分解反應的碳酸氫鈉的質量是y，

t2時NaHCO3的分解率:×100%≈24.2%

若加熱前NaHCO3固體中還存在少量NaCl，則反應后剩余固體質量偏小，NaHCO3的分解率會偏小。

(8)①科學認識是在曲折的、艱辛的積累過程中不斷進步的，此說法正確；②“科技興邦、實業(yè)救國”是侯德榜先生回國研究的巨大動力，此說法正確；③侯氏制堿法大大提高了原料的作用率，它符合當今“綠色化學”的理念，此說法正確。故選①②③。