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文檔簡介
專題Na2CO3的制備和質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定一、侯氏制堿法1.制備原料食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣;其反應(yīng)為C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO+H2,CO+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2+H2。2.工藝流程3.反應(yīng)原理(1)產(chǎn)生NaHCO3的反應(yīng):NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。(2)產(chǎn)生Na2CO3的反應(yīng):2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑。4.綠色思想循環(huán)使用的物質(zhì)為CO2、飽和食鹽水。二、測定碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的常用方法1.氣體法(1)測定原理:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)實(shí)驗(yàn)操作:向mg純堿樣品中加入足量的稀硫酸,準(zhǔn)確測量產(chǎn)生CO2氣體的體積為VmL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(3)數(shù)據(jù)處理純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為eq\f(V,22400)mol×106g·mol-1=eq\f(106V,22400)g,則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(\f(106V,22400)g,mg)×100%=eq\f(53V,112m)%。2.沉淀法(1)測定原理:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量,確定Na2CO3的物質(zhì)的量,進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)實(shí)驗(yàn)操作:先將mg純堿樣品溶于水配成溶液,向溶液中加入過量的BaCl2溶液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質(zhì)量為ng。(3)數(shù)據(jù)處理純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為eq\f(ng,197g·mol-1)×106g·mol-1=eq\f(106n,197)g,則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(\f(106n,197)g,mg)×100%=eq\f(106n,197m)×100%。INCLUDEPICTURE"H:\\莫成程\\2021\\一輪\\化學(xué)\\人教版(老高考)\\遞進(jìn)題組練能力.TIF"INCLUDEPICTURE"H:\\莫成程\\2021\\一輪\\化學(xué)\\人教版(老高考)\\遞進(jìn)題組練能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"H:\\莫成程\\2021\\一輪\\化學(xué)\\人教版(老高考)\\WORD\\遞進(jìn)題組練能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"E:\\馬珊珊\\2021\\一輪\\看\\化學(xué)\\化學(xué)人教版(老高考)\\13word\\遞進(jìn)題組練能力.TIF"INET典例分析:一侯氏制堿法1.以下是在實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”生產(chǎn)流程的示意圖:eq\x(氣體A的飽和溶液)eq\o(→,\s\up7(Ⅰ),\s\do5(加入食鹽))eq\x(A與食鹽的飽和溶液)eq\o(→,\s\up7(Ⅱ),\s\do5(通入足量氣體B))eq\x(懸濁液)eq\o(→,\s\up7(Ⅲ),\s\do5(過濾))eq\x(晶體)eq\o(→,\s\up7(Ⅳ))eq\x(純堿)則下列敘述錯(cuò)誤的是()A.A氣體是NH3,B氣體是CO2B.侯氏制堿法的工藝過程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒D.第Ⅳ步操作是將晶體溶于水后加熱、蒸發(fā)、結(jié)晶答案D解析A項(xiàng),利用NH3極易溶于水,且水溶液顯堿性,可以提高CO2的吸收,因此先通NH3后通CO2,正確;B項(xiàng),NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,利用了溶解度的差異,正確;C項(xiàng),操作Ⅲ是過濾,因此用到玻璃儀器:燒杯、漏斗、玻璃棒,正確;D項(xiàng),晶體是NaHCO3,利用NaHCO3的不穩(wěn)定性,2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,錯(cuò)誤。2.實(shí)驗(yàn)室模擬侯氏制堿法制取純堿和氯化銨溶液,下列有關(guān)操作錯(cuò)誤的是()A.圖1為制取氨氣將其溶于飽和食鹽水B.圖2為過濾獲得碳酸鈉晶體C.圖3為灼燒碳酸氫鈉制取碳酸鈉D.圖4為蒸發(fā)濃縮氯化銨溶液答案B解析A項(xiàng),用氯化銨和氫氧化鈣共熱制備氨氣,正確;B項(xiàng),侯氏制堿法中溶液析出的晶體為碳酸氫鈉,故應(yīng)過濾獲得碳酸氫鈉,錯(cuò)誤;C項(xiàng),在坩堝中灼燒碳酸氫鈉分解制備碳酸鈉,正確;D項(xiàng),蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮氯化銨溶液,并不斷攪拌,正確。二Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定3.為精確測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含少量NaCl),準(zhǔn)確稱量Wg樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列實(shí)驗(yàn)方法所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案和測量數(shù)據(jù)合理的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方案測量數(shù)據(jù)A滴定法將樣品配成100mL溶液,取10mL,加入酚酞,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定消耗鹽酸的體積B量氣法將樣品與鹽酸反應(yīng),生成的氣體全部被堿石灰吸收堿石灰增加的質(zhì)量C重量法將樣品放入燒瓶中,置于電子天平上,加入足量鹽酸減少的質(zhì)量D量氣法將樣品與鹽酸反應(yīng),氣體通過排水量氣裝置量氣排出水的體積答案A解析用酚酞作指示劑時(shí),Na2CO3與鹽酸發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,依據(jù)消耗鹽酸的量可以計(jì)算出樣品中Na2CO3的量,進(jìn)而確定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),A項(xiàng)正確;測量堿石灰增重的方法是重量法而不是量氣法,B項(xiàng)錯(cuò)誤;樣品中加入足量鹽酸,因鹽酸的質(zhì)量未知,無法通過重量法測量Na2CO3的質(zhì)量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;因部分CO2能溶解到水里,與水反應(yīng)生成H2CO3,故排出水的體積并不是CO2的體積,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2020·河南安陽模擬)為了測定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各組分的含量,某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):取一定質(zhì)量的混合物,通過測量反應(yīng)前后②和③裝置質(zhì)量的變化,測定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。下列說法中錯(cuò)誤的是()A.①②③中可以依次盛裝堿石灰、無水CaCl2、堿石灰B.硬質(zhì)玻璃管加熱前,應(yīng)關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝?,直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止C.若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶,則測得的NaCl含量偏大D.實(shí)驗(yàn)過程中一直通入空氣,停止加熱后再停止通入空氣答案C解析根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮脱b置的連接順序可知:裝置①用于吸收空氣中的CO2和水蒸氣,可以使用堿石灰;裝置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸氣,可以使用無水CaCl2;裝置③吸收碳酸氫鈉分解生成的CO2,使用堿石灰,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)前必須將裝置中的水蒸氣和CO2趕凈,避免影響測定結(jié)果,硬質(zhì)玻璃管加熱前,應(yīng)關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝?,直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止,B項(xiàng)正確;若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶,則會(huì)增加水的質(zhì)量,使測得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)過程中一直通入空氣,停止加熱后繼續(xù)通入空氣使存留在裝置中的CO2和水蒸氣完全被吸收,D項(xiàng)正確。5.小蘇打長期放置在空氣中會(huì)變質(zhì)(部分轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3),某研究小組欲測定某小蘇打樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案:Ⅰ.加熱分解法利用圖1裝置,充分加熱小蘇打樣品。(1)儀器a的名稱為_____________________________________________________________。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中,需要測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:①儀器a的質(zhì)量;②_____________________;③________________。Ⅱ.測量氣體體積法利用圖2裝置,測定反應(yīng)生成氣體的體積。(3)組裝好儀器后,首先進(jìn)行的操作為______________________________________________。(4)導(dǎo)管g的作用為______________________________________________________________。(5)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,B、C中最好用____________溶液代替水。(6)待反應(yīng)結(jié)束,氣體冷卻至室溫后,利用圖示裝置讀取氣體體積時(shí),應(yīng)注意的事項(xiàng)如下:①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。(7)若所取樣品的質(zhì)量為mg,反應(yīng)前量氣管C的讀數(shù)為V1mL,反應(yīng)結(jié)束后量氣管C的讀數(shù)為V2mL,則樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之和為________(氣體體積均已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。答案(1)坩堝(2)②加熱前,儀器a和樣品的總質(zhì)量③加熱冷卻后,儀器a和殘留物的總質(zhì)量(3)檢查裝置氣密性
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