Question

侯氏制堿法原理是：將NH₃和CO₂氣體通入飽和食鹽水中即可獲得NaHCO₃和NH₄Cl 的混合物，然后分離出 NaHCO₃ 再加熱制得純堿．其流程如下：

參照下表：

物質(zhì)	CO2	NH3	NaHCO3	NH4Cl	NaCl
溶解度（20℃）	V水：V二氧化碳=1：1	V水：V氯氣=1：700	9.6g	37.2g	ag

回答下列問(wèn)題：
（l）氣體A、B依次是

 

A、CO₂，NH₃ B、NH₃，CO₂ C、任何順序都可以
（2）寫(xiě)出（Ⅰ）和（Ⅱ）步驟總的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

由反應(yīng)原理可知，a

 

9.6（填“＜”、“＞”或“=“）
（3）操作（Ⅲ）的名稱是：

 

，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作用到的玻璃儀器有：

 

．
（4）經(jīng)步驟（Ⅲ）所得液體中含有的鹽為（寫(xiě)化學(xué)式）：

 

經(jīng)過(guò)

 

（填操作名稱）后可以得到化肥．
（5）每當(dāng)通入NH₃44.8L（已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)可以得到純堿100.0g，則NH₃的利用率為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳；
（2）（Ⅰ）和（Ⅱ）步驟中NaCl、NH₃、CO₂和水反應(yīng)生成NH₄Cl和NaHCO₃晶體，由于先析出NaHCO₃晶體，所以NaCl的溶解度大于NaHCO₃；
（3）操作（Ⅲ）是分離固體和液體的混合物的操作，根據(jù)操作分析所用儀器；
（4）（Ⅰ）和（Ⅱ）步驟總的化學(xué)反應(yīng)方程式判斷溶液的成分；
（5）依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，根據(jù)反應(yīng)生成碳酸鈉的質(zhì)量計(jì)算實(shí)際消耗氨氣的物質(zhì)的量，得到氨氣的利用率．

解答：解：（1）根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳；故答案為：B；
（2）（Ⅰ）和（Ⅱ）步驟中NaCl、NH₃、CO₂和水反應(yīng)生成NH₄Cl和NaHCO₃晶體，其反應(yīng)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；由于先析出NaHCO₃晶體，所以NaCl的溶解度大于NaHCO₃，即a＞9.6，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；＞；
（3）操作（Ⅲ）是分離固體和液體的混合物的操作，所以是過(guò)濾，操作時(shí)所用玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：過(guò)濾；燒杯、玻璃棒、漏斗；
（4）（Ⅰ）和（Ⅱ）步驟總的化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；經(jīng)步驟（Ⅲ）所得液體中含有的鹽為NaHCO₃、NH₄Cl，經(jīng)過(guò)結(jié)晶可以得到NH₄Cl；
故答案為：NaHCO₃、NH₄Cl；結(jié)晶；
（5）聯(lián)堿法中發(fā)生的反應(yīng)為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；每當(dāng)通入NH₃ 44.8L（已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）物質(zhì)的量為2mol；生產(chǎn)過(guò)程中得到純堿100.0g，物質(zhì)的量為

100g

106g/mol

=

50

53

mol；需要氨氣的物質(zhì)的量為

50

53

×2=

100

53

mol；則NH₃的利用率=

100 53 mol

2mol

×100%=94.34%，
故答案為：94.34%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了侯氏制堿法生產(chǎn)流程的原理及物質(zhì)分析判斷，純堿制備的條件應(yīng)用和產(chǎn)物的提純析出，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)的原理分析和物質(zhì)來(lái)源是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．