某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱(Na2CO3)和其他副产品。
(一)有关资料
原料岩盐水主要是含NaCl,此外还含有较多Na2SO4,以及少量CaCl2和MgCl2。
上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
|
溶 解 度 /g |
NaCl |
35.7 |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
Na2SO4 |
4.5 |
9.6 |
20.2 |
40.8 |
48.4 |
|
CaCl2 |
59.5 |
65.0 |
74.5 |
100 |
116 |
|
MgCl2 |
52.9 |
53.8 |
54.8 |
56.0 |
58.0 |
(1)10℃时,饱和Na2SO4溶液中溶质的质量分数是 (精确到0.1 %)。
(二)生产工艺
经上述处理后得到主产品:工业纯碱,副产品:A晶体。
(2)“降温”的目的是析出副产品“A晶体”,A的化学式是 ;
(3)反应器中的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。再将NaHCO3晶体转移出来后,加热所得固体即为工业纯碱。在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是 ,可重复利用的是 (水除外,只需一种);
(4)在反应器中总是先通氨气,后通二氧化碳,原因是 。
(三)工业纯碱中杂质的判断:
(5)已知:NH4Cl NH3↑+HCl↑
实验步骤:①取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后再称重,发现质量无变化;
②另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 (写化学式)。
(四)含量测定
(6)称取纯碱样品21.3g于烧杯中,加入适量水将其溶解, 然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌。先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+ NaCl;后发生反应:NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑。在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示(不考虑CO2的溶解),请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO2的质量 。
(7)请通过计算并结合左表判断此纯碱样品等级为 品。
小明同学在某化工厂进行社会实践,技术员与小明一起分析由氯化钙和氯化钠组成的产品中氯化钠的含量。现取13.4g固体样品,全部溶于96.6g水中,向所得的混合溶液中滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液,记录了如图所示的曲线关系。
技术员提示小明:氯化钙与碳酸钠反应的化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。求:
(1)当氯化钙与碳酸钠恰好完全反应时,消耗10.6%的碳酸钠溶液的质量是g。
(2)当氯化钙与碳酸钠恰好完全反应时,过滤,所得溶液中溶质的质量分数是多少?
有400 t含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石,最多可炼出含碳和其他杂质为3%的生铁多少吨?
某兴趣小组要测定某石灰石样品中杂质的质量分数。他们进行了如图实验。
(杂质不发生反应)请计算:
(1)生成CO2气体的质量;
(2)样品中杂质的质量分数。
小明同学在某化工厂进行社会实践,技术员与小明一起分析由氯化钙和氯化钠组成的产品中氯化钠的含量。现取13.4g固体样品,全部溶于96.6g水中,向所得的混合溶液中滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液,记录了如图所示的曲线关系。
技术员提示小明:氯化钙与碳酸钠反应的化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。求:
(1)当氯化钙与碳酸钠恰好完全反应时,消耗10.6%的碳酸钠溶液的质量是g。
(2)当氯化钙与碳酸钠恰好完全反应时,过滤,所得溶液中溶质的质量分数是多少?
某化学探究小组的同学为测定某样品中铁的质量分数,他们将样品放入烧杯中,再加入足量的稀盐酸,至不再有气泡产生为止.各步称量数据如下:(稀盐酸的挥发可忽略不计)
生铁样品质量为11.5 g ;烧杯的质量 为32.5 g;所加稀盐酸的质量为200.0 g;
反应后烧杯及所盛物质的总质量为243.6 g 请回答下列问题:
(1)反应中产生气体的质量是g.
(2)计算该生铁样品中铁的质量分数(写出计算步骤,计算结果精确到0.1%).