Question

【題目】純堿是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥料、合成洗滌劑等工業中有著廣泛的應用。

(1)工業上“侯氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2及水等為原料制備純堿，其反應原理為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。生產純堿的工藝流程示意圖如下：

請回答下列問題：

①析出的NaHCO3晶體中可能含有少量氯離子雜質，檢驗該晶體中是否含有氯離子雜質的操作方法是________。

②該工藝流程中可回收再利用的物質是________________。

③若制得的純堿中只含有雜質NaCl。測定該純堿的純度，下列方案中可行的是________(填字母)。

a. 向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液，沉淀經過濾、洗滌、干燥，稱其質量為b g

b. 向m克純堿樣品中加入足量稀鹽酸，用堿石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收產生的氣體，堿石灰增重b g

c. 向m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液，產生的沉淀經過濾、洗滌、干燥，稱其質量為b g

(2)將0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是___________(填字母)。

A． B．

C． D．

(3)若稱取10.5 g純凈的NaHCO3固體，加熱一段時間后，剩余固體的質量為8.02 g。如果把剩余的固體全部加入到100 mL 2 mol·L－1的鹽酸中充分反應。求溶液中剩余的鹽酸的物質的量濃度(設溶液的體積變化及鹽酸的揮發忽略不計)___________。

Answer 1

【答案】取少量晶體溶于水，加稀硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若產生白色沉淀，則有Cl－，反之則沒有 CO2 ac D 0.75 mol·L－1

【解析】

(1)侯氏制堿法的流程是在氨化飽和的氯化鈉溶液里通CO2氣體，因碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，有碳酸氫鈉沉淀生成，經過濾、洗滌干燥后，再將碳酸氫鈉加熱分解可得純堿，同時生成的CO2氣體循環利用，據此分析解答；

(2)向 NaHCO3和Na2CO3混合并配成的溶液中滴加鹽酸，先發生反應：HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，不放出氣體，碳酸鈉反應完畢，繼續滴加時，然后發生反應：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，產生二氧化碳，根據方程式計算各各階段消耗鹽酸的體積及生成二氧化碳的物質的量，據此分析判斷；

(3)根據n=計算n(NaHCO3)，NaHCO3最終完全轉變成NaCl，消耗鹽酸的物質的量等于NaHCO3物質的量，再計算剩余HCl物質的量，根據c=計算溶液中剩余的鹽酸的物質的量濃度。

(1)①檢驗晶體中是否有氯離子，可以取少量晶體溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則證明該晶體中含有Cl-，反之則沒有，故答案為：取少量晶體溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，該晶體中含有Cl-，反之則沒有；

②焙燒過程中得到二氧化碳，沉淀池中需要二氧化碳，所以能循環利用的是二氧化碳，故答案為：CO2；

③a．只有氯化鈣能和碳酸鈉反應生成碳酸鈣，根據碳酸鈣的量可以計算碳酸鈉的量，所以該方案可行，故a選；b．只有碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成CO2，用堿石灰吸收產生的氣體，堿石灰增重的量為CO2和水蒸氣（以及可能揮發出的HCl）總質量，不能計算出碳酸鈉質量，所以該方案不可行，故b不選；c．碳酸根離子和Cl-都與銀離子反應生成白色沉淀，根據沉淀的質量和樣品的質量可以計算碳酸鈉質量，所以該方案可行，故c選；故答案為：ac。

(2)0.84gNaHCO3的物質的量為=0.01mol，1.06g Na2CO3的物質的量為0.01mol。向 NaHCO3和Na2CO3混合溶液中滴加鹽酸，首先0.01mol Na2CO3發生反應：HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，不放出氣體，消耗0.1molL-1鹽酸0.1L。此時溶液中碳酸氫鈉的物質的量為0.02mol，然后發生反應：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，產生二氧化碳，0.02mol碳酸氫鈉完全反應消耗0.1molL-1鹽酸0.2L，即滴加鹽酸至0.3L時產生二氧化碳達到最大值為0.02mol，故選D；

(3)n(NaHCO3)==0.125 mol，NaHCO3最終完全轉變成NaCl，消耗鹽酸的物質的量等于NaHCO3物質的量，則n(HCl)剩余=n(HCl)-n(NaHCO3)=0.1L×2molL-1-0.125 mol=0.075 mol，故c(HCl)剩余==0.75 molL-1，故答案為：0.75 molL-1。