[化学——选修化学与技术]
工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题:
18.卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取,结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为 _;
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_ (已知产物之一为CaS);
19.氨碱法的工艺如下图所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
①图中的中间产物C是_______,D_______。(写化学式);
②装置乙中发生反应的化学方程式为___ _ __;
20.联合制碱法对氨碱法的改进,其优点是 ;
21.有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?
。
①NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑
①98%浓硫酸为高沸点酸,能制取低沸点的酸氯化氢,食盐和浓硫酸反应生成氯化氢和硫酸钠; ②由题目信息可知,硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3,根据元素守恒可知,还原C的氧化物CO或CO2生成;
【解析】①利用高沸点酸制备挥发性酸,且HCl极易溶于水,故利用直接使用98%浓硫酸和氯化钠制取氯化氢,反应为:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑,
故答案为:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑;
②由题目信息可知,硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na2CO3,根据元素守恒可知,还原C的氧化物CO或CO2生成,故反应方程式为: Na2SO4+2C+CaCO3 CaS+Na2CO3+2CO
本题考查化学方程式书写,氯化氢和浓硫酸的性质是反应发生的根本原因,仔细分析题目所给信息是关键。
①Ca(OH)2;NH3;
①碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙,故C为Ca(OH)2;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙,故D为NH3,
故答案为:Ca(OH)2;NH3; ②氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl,反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl, 故答案为:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;
①碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙;
②氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl;
【解析】①碳酸钙加热分解生成CaO与CO2,故A为CaO,B为CO2,CaO在熟化桶内与水反应生成氢氧化钙,故C为Ca(OH)2;氢氧化钙与氯化铵在混合池内反应生成氨气与氯化钙,故D为NH3,
故答案为:Ca(OH)2;NH3;
②氨气与氯化钠溶液混合后,在乙中与二氧化碳发生反应,生成NaHCO3、NH4Cl,反应方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl,
故答案为:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl;
本题考查工业流程分析,需要学生细读生产工艺图中各物质的变化进行解答,注意根据物质的主要性质分析工业装置和反应原理,题目难度中等.
提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2.
该方法能提高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2, 故答案为:提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2;
能提高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2;
【解析】该方法能提高原料的利用率,减少废渣的排放,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,可利用合成氨的产物CO2,
故答案为:提高食盐利用率、副产物氯化铵可用作化肥、可利用合成氨的产物CO2;
本题考查制碱法的工艺的流程,需要学生细读生产工艺图中各物质的变化进行解答,注意根据物质的主要性质分析工业装置和反应原理,题目难度中等.
不可行;因为KHCO3的溶解度较大,且在常温下与KCl溶解度相差小,在铵盐水碳酸化时无法大量析出;
由溶解曲线图可知KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40℃时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾;
故答案为:不可行;因为KHCO3的溶解度较大,且在常温下与KCl溶解度相差小,在铵盐水碳酸化时无法大量析出。
不可行.因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40℃时,KHCO3的溶解度大于NH4Cl,降温结晶时会析出较多的KCl;
【解析】由溶解曲线图可知KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40℃时,由图象可知,降温结晶时会析出较多的KCl,无法大量析出碳酸氢钾;
故答案为:不可行;因为KHCO3的溶解度较大,且在常温下与KCl溶解度相差小,在铵盐水碳酸化时无法大量析出;
本题考查根据溶解度曲线图像分析,学会进行对比分析,找出相同点和不同点,进行答题。