碳酸钠广泛用于造纸、纺织、玻璃、洗涤剂、肥皂、制革等工业,是一种重要的化工原料。吕布兰、索尔维和侯德榜为碳酸钠的工业化生产作出了巨大贡献。
I、吕布兰法
1789年,法国医生吕布兰(N.Leblanc,1742﹣1806)以食盐、浓硫酸、木炭和石灰石为原料,开创了规模化工业制取碳酸钠的先河,具体流程如图:
(1)碳酸钠俗称 。
(2)在高温条件下,②中发生两步反应,其中一步是Na2SO4和木炭生成Na2S和CO,该反应的化学方程式为
(3)③中“水浸”时通常需要搅拌,其目的是
(4)不断有科学家对吕布兰法进行改进,是因为此法有明显不足,请写出一条不足之处 。
Ⅱ、索尔维法
1892年,比利时工程师索尔维发明氨碱法制碳酸钠,又称索尔维法。原理如下:
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
某兴趣小组采用下列装置模拟索尔维法制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠。
实验操作如下:
①关闭K1,打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,打开K1通入CO2;
②待三颈烧瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2;
③将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、低温干燥,并将所得固体置于敞口容器中加热,记录剩余固体质量。
加热时间/min |
t0 |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
剩余固体质量/g |
未记录 |
15.3 |
13.7 |
11.9 |
10.6 |
10.6 |
请回答下列问题:
(5)饱和 NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl,反应的化学方程式为 ;
(6)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是 ,有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是 ;关闭K2停止通NH3后,还要继续通一段时间CO2,其目的是 ;
(7)根据实验记录,计算t2时 NaHCO3固体的分解率(已分解的 NaHCO3质量与加热前原NaHCO3质量的比值),请写出计算过程。
若加热前 NaHCO3固体中还存在少量NaCl,上述计算结果将 (填“偏大”、“偏小或“无影响”)。
(8)制碱技术在很长一段时间内把持在英、法等西方国家手中,我国化学工程专家侯德榜先生独立摸索出索尔维法并公布与众,又于1943年创造性地将制碱与制氨两种工艺联合起来,基本消除废弃物的排放,同时生产出碳酸钠和氯化铵两种产品,这就是著名的侯氏制碱法。下列认识或理解正确的是
①科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的;
②“科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力;
③侯氏制碱法大大提高了原料的利用率,它符合当今“绿色化学”的理念。
化学与生活密切相关.
(1)如表为某女士一天的营养摄入量与推荐摄入量的比较(部分).①蛋白质、油脂和葡萄糖中属于高分子化合物的是 .②钙、铁、硒三种元素中, 在人体内含量最高(填元素名称,下同),缺 易得贫血症,该女士摄入的 没有达到推荐摄入量.
项目 |
摄入量 |
推荐摄入量 |
蛋白质(g) |
72.9 |
65 |
脂肪(g) |
65.1 |
48.2~72.3 |
维生素C(mg) |
176 |
100 |
钙(mg) |
807 |
800 |
铁(mg) |
21 |
20 |
硒(mg) |
0.037 |
0.05 |
(2)制造汽车使用了镁铝合金、玻璃钢、聚氯乙烯等材料.
①上述材料中属于金属材料的是 ,属于合成材料的是 ,属于复合材料的是 .②将镁铝合金与铝片相互刻画,在铝片表面留下明显划痕,说明镁铝合金的硬度 铝的硬度(填"大于"或"小于").
化学用语是学习化学的重要工具.
(1)写出下列微粒的化学符号:
①镁离子 ;②二氧化氮分子 ;
③5个硅原子 ;④硝酸分子 ;
(2)用下列字母序号填空:
a.硫酸铜 b.氯化钠 c.氮气 d.石墨
① 用作调味品和防腐剂;② 用作粮食保护气;
③ 用于配制波尔多液;④ 用于生产铅笔芯;
(3)写出下列反应的化学方程式:
①盐酸与氢氧化钠溶液反应 ;②铝与氧气反应 ;
③一氧化碳与氧化铁反应 ;④用高锰酸钾制取氧气 .
碳酸钙是一种重要的无机化工产品,工业上有重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙等不同品种.以下是两种碳酸钙产品的主要生产过程.请回答下列问题:
原料 |
主要生产过程 |
产品 |
|
石灰石 |
1.高温煅烧,得到固体A与气体B 2.固体A与水反应,净化后得到石灰乳 |
石灰乳与B反应 |
轻质碳酸钙 |
石灰乳与适量盐酸反应得溶液C,C中加入氨水同时通入B |
纳米碳酸钙 |
(1)A的主要成分俗称 ,A与水的反应过程中 (填"吸收"或"放出")热量.石灰乳的主要成分是 .
(2)石灰乳中加入纯碱溶液,也可得到碳酸钙,请写出该反应的化学方程式 ,该反应属于 (填基本反应类型)反应.
(3)C溶液中的溶质是 ,C与氨水、气体B反应除得到纳米碳酸钙之外,另一种副产品是 .
人类的生产、生活离不开溶液,请回答下列问题:
(1)食用油、纯碱、高锰酸钾等物质,分别与水充分混合不能形成溶液的是 .
(2)农业上常配制一定质量 分数的硝酸钾溶液进行无土栽培,硝酸钾属于化肥中的 肥,溶解时用到的玻璃仪器有烧杯和 .
(3)某同学在实验室进行溶液导电性实验,发现食盐溶于水后能导电,原因是食盐溶于水生成了自由移动的Cl ﹣和 (填离子符号)
化学就在我们身边,请用所学知识回答下列问题:
(1)炒菜时油锅中的油不慎着火,可立即盖上锅盖,其灭火原理是 .
(2)米汤遇碘水变蓝,说明米汤中含有 ,食用后成为人体提供能量.
(3)铁制品生锈是铁与 共同作用的结果.铁锈成分复杂,主要是 (等化学式),工业上常用盐酸除去铁锈.
(4)银锌纽扣电池放电时, 能转化为电能,主要发生的反应为:Zn+Ag 2O+H 2O═Zn(OH) 2+2Ag,反应前后锌元素的化合价由零价变为 价.