Na2CO3的制取方法及综合实验探究
(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,其生产流程可简要表示如下:
①往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),而不先通CO2再通NH3的原因是________________________ 。
②从生产流程图可知,可循环利用的物质是_____________ 。
③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式__________________ 。
(2)如何用CO2和50 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液制取50 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液?
①写出简要的实验步骤:_________________________________ 。
②写出有关反应的化学方程式:___________________________ 。
(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,其生产流程可简要表示如下:
①往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),而不先通CO2再通NH3的原因是
②从生产流程图可知,可循环利用的物质是
③写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式
(2)如何用CO2和50 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液制取50 mL 1 mol·L-1 Na2CO3溶液?
①写出简要的实验步骤:
②写出有关反应的化学方程式:
更新时间:2020-09-13 21:01:34
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【推荐1】五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。一种以粗钒矿 (主要含有V2O5、 V2O4、V2O3; 还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下:
已知:①部分含钒物质的溶解情况: (VO2)2SO4 易溶于水,VOSO4可溶于水,NH4VO3难溶于水。
②部分金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物与pH的关系如下表:
③+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表。
回答下列问题:
(1)“预处理”的目的是为了提高粗钒矿的焙烧效率,则“预处理”可以采取的措施有____ (答出1点即可)
(2)焙烧:向粗钒矿中加生石灰焙烧,将V2O4、V2O3转化为Ca(VO3)2试写出V2O4焙烧反应的化学方程式是_______
(3)酸浸:Ca(VO3)2难溶于水,可溶于稀盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=5,滤渣a的成分_______ 检验滤渣a是否洗涤干净的方法是_______ 。
(4)转沉:将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体,其流程如下。
向(NH4)3VO4溶液中加入NH4C1溶液的目的:_______ 。
(5)测定产品中钒元素的含量:称取15.40g产品:先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入100 mL 2.00 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(+2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O)。最后用0.10mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为100mL。假设杂质不参与反应。则产品中含钒的质量分数是_______ ( 结果保留四位有效数字)。
(6)工业上也用钒炉渣(主要含有V2O3·FeO。还含少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5,其流程如下:
某钒炉渣制得的100L溶液,用硫酸镁溶液除去硅、磷时,滤渣为3.68kgMgSiO3和2.62kgMg3(PO4)2,它们的溶解度随温度的变化忽略不计。
已知:常温下,Ksp(MgSiO3)= 2.4×10-5,Ksp[Mg3 (PO4)2]=2.7×10-24。
①如果10mL滤液中c()= 8.0 ×10 -3mol·L-1,则该滤液中c()=_______ mol/L
②硅、磷去除率与温度的关系如图所示。除杂时,随着温度升高,硅元素、磷元素的去除率变化趋势不同的原因是_______ 。
已知:①部分含钒物质的溶解情况: (VO2)2SO4 易溶于水,VOSO4可溶于水,NH4VO3难溶于水。
②部分金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物与pH的关系如下表:
氢氧化物 | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | |
Fe(OH)2 | 6.3 | 8.3 |
Fe(OH)3 | 1.5 | 3.2 |
Al(OH)3 | 3.4 | 4.7 |
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要离子 |
(1)“预处理”的目的是为了提高粗钒矿的焙烧效率,则“预处理”可以采取的措施有
(2)焙烧:向粗钒矿中加生石灰焙烧,将V2O4、V2O3转化为Ca(VO3)2试写出V2O4焙烧反应的化学方程式是
(3)酸浸:Ca(VO3)2难溶于水,可溶于稀盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=5,滤渣a的成分
(4)转沉:将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体,其流程如下。
向(NH4)3VO4溶液中加入NH4C1溶液的目的:
(5)测定产品中钒元素的含量:称取15.40g产品:先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入100 mL 2.00 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(+2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O)。最后用0.10mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为100mL。假设杂质不参与反应。则产品中含钒的质量分数是
(6)工业上也用钒炉渣(主要含有V2O3·FeO。还含少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5,其流程如下:
某钒炉渣制得的100L溶液,用硫酸镁溶液除去硅、磷时,滤渣为3.68kgMgSiO3和2.62kgMg3(PO4)2,它们的溶解度随温度的变化忽略不计。
已知:常温下,Ksp(MgSiO3)= 2.4×10-5,Ksp[Mg3 (PO4)2]=2.7×10-24。
①如果10mL滤液中c()= 8.0 ×10 -3mol·L-1,则该滤液中c()=
②硅、磷去除率与温度的关系如图所示。除杂时,随着温度升高,硅元素、磷元素的去除率变化趋势不同的原因是
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解答题-工业流程题
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名校
解题方法
【推荐2】废镍催化剂中主要有Ni,还有Al、Fe、SiO2及其它不溶于酸、碱的杂质。现用废镍催化剂制备NiSO4·7H2O晶体,其流程如下图:
回答下列问题
(1)“碱浸”的目的是____ 。
(2)“酸浸”时发生的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑、_____ 。
(3)“净化除杂”需要先加入H2O2溶液,发生反应的离子方程式为______ 。然后调节pH,使杂质离子完全沉淀。
(4)“操作A”为_______ 。
(5)Ni2+在强碱性溶液中还可被NaClO氧化为NiOOH,该反应离子方程式为______ 。
(6)NiOH也可作为原电池的电极材料,若在碱性条件下形成燃料电池,负极通入N2H4气体,则负极的电极反应为____ 。
回答下列问题
(1)“碱浸”的目的是
(2)“酸浸”时发生的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑、
(3)“净化除杂”需要先加入H2O2溶液,发生反应的离子方程式为
(4)“操作A”为
(5)Ni2+在强碱性溶液中还可被NaClO氧化为NiOOH,该反应离子方程式为
(6)NiOH也可作为原电池的电极材料,若在碱性条件下形成燃料电池,负极通入N2H4气体,则负极的电极反应为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
真题
【推荐3】合成氨的流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是____ ,_____ ;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式____________ ,___________ ;
(2)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是______ ,其中发生的化学反应方程式为___________________ ;
(3)设备B的名称是____ ,其中m和n是两个通水口,入水口是_______ (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是__________ ;
(4)设备C的作用是_________ ;
(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过以下反应来实现:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中的c(H2O):c(CO)不低于______ 。
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是
(2)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是
(3)设备B的名称是
(4)设备C的作用是
(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过以下反应来实现:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中的c(H2O):c(CO)不低于
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【推荐1】我国化学家侯德榜(如图)改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图:
该生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法联合制碱法或侯德榜制碱法,在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品。
(1)上述沉淀池中发生的化学反应方程式是________ ,实验室分离出沉淀的操作是________ ,该操作使用的玻璃仪器有________ 。
(2)写出上述流程中X物质的分子式________ 。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了________ 的循环(填上述流程中的编号Ⅰ、Ⅱ)。
(4)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,还需要的试剂有________ 。
(5)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品.通氨气的作用有_______
A.增大的浓度,使NH4Cl更多地析出
B.使NaHCO3更多地析出
C.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
该生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法联合制碱法或侯德榜制碱法,在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品。
(1)上述沉淀池中发生的化学反应方程式是
(2)写出上述流程中X物质的分子式
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了
(4)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,还需要的试剂有
(5)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品.通氨气的作用有
A.增大的浓度,使NH4Cl更多地析出
B.使NaHCO3更多地析出
C.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以和水等为原料以及下图所示装置制取,然后再将制成。
(1)装置乙的作用是___________ 。为防止污染空气,尾气中含有的___________ 需要进行吸收处理。
(2)由装置丙中产生的制取时,需要进行的实验操作有___________ 。装置丙中发生反应的化学方程式为___________ 。
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,将分解不完全,该小组对一份加热了的样品的组成进行了以下探究。
取加热了的样品完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如下图所示。
则曲线c对应的溶液中的离子是___________ (填离子符号);该样品中和的物质的量之比是___________ 。
(4)若取固体,加热了后,剩余固体的质量为14.8g。如果把此剩余固体全部加入到的盐酸中则充分反应后溶液中的物质的量浓度为___________ (设溶液体积变化忽略不计)。
(5)用无水固体配制的溶液。请回答:定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,___________ ,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
(1)装置乙的作用是
(2)由装置丙中产生的制取时,需要进行的实验操作有
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,将分解不完全,该小组对一份加热了的样品的组成进行了以下探究。
取加热了的样品完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如下图所示。
则曲线c对应的溶液中的离子是
(4)若取固体,加热了后,剩余固体的质量为14.8g。如果把此剩余固体全部加入到的盐酸中则充分反应后溶液中的物质的量浓度为
(5)用无水固体配制的溶液。请回答:定容时的操作:当液面接近容量瓶刻度线时,
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【推荐3】化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是_______ (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔或_______ 。
A. B. C. D. E.
(2)B中使用雾化装置的优点是_______ 。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_______ 。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为_______ g。
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为_______ 、_______ 、过滤、洗涤、干燥。
(5)将碳酸氢钠在300℃加热得到碳酸钠所选用的仪器是_______(填标号);
(6)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度,应选择指示剂_______ (选填“甲基橙”、“酚酞”、“石蕊”),称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果_______ (填标号)。
A.偏高 B.偏低 C.不变
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是
A. B. C. D. E.
(2)B中使用雾化装置的优点是
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为
(5)将碳酸氢钠在300℃加热得到碳酸钠所选用的仪器是_______(填标号);
A. | B. | C. | D. |
A.偏高 B.偏低 C.不变
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