Question

1．某校化學興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關問題進行研究．
【產品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產化工產品--純堿（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．生產原理是：將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反應為：NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；分離出NaHCO₃，加熱制得純堿．
【生產流程】

【相關資料】（1）NH₄Cl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃時有關物質的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【問題討論】：
（1）氨堿工業最關鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳氣體，溶液中會有碳酸氫鈉晶體析出．試分析該流程需要加壓條件的原因是：增大CO₂的溶解度．
（2）反應①中發生了兩個反應，寫出中和化學方程式：NaOH+HCl═NaCl+H₂O_．
（3）溶液B中的溶質有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種中的任意兩種（至少寫出兩種）．
（4）上述生產流程中可循環使用的是A、B（填序號）．
A．揮發性氣體C      B．溶液D       C．氫氧化鎂      D．化肥NH₄Cl
（5）在氨堿工業處理剩余的氯化銨溶液時，為何不直接蒸發結晶析出氯化銨固體？答：氯化銨受熱易分解．
（6）“侯氏制堿法”制得的純堿（Na₂CO₃）中常含有少量氯化鈉，某化學興趣小組的同學擬測定某純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數，通過下圖1和圖2兩種方案分別測定，你認為圖2方案更易產生誤差，原因C裝置中氫氧化鈉會吸收空氣中二氧化碳和水．

Answer 1

分析 （1）了解氨堿工業最關鍵的一步：碳酸氫鈉晶體析出；
（2）根據鹽的溶解性可知，在第一次反應后溶液中只剩NaCl、Na₂CO₃、NaOH，所以在加入鹽酸后Na₂CO₃、NaOH可與鹽酸反應生成NaCl等；
（3）由圖可知，推測溶液B中的溶質；
（4）揮發性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環使用；
（5）根據氯化銨受熱易分解的性質，進行分析；
（6）根據圖2中裝置內的殘留二氧化碳沒有被吸收，空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會進入C裝置進行解答．

解答 解：
【問題討論】
（1）氨堿工業最關鍵的一步是：在加壓的條件下不斷向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳氣體，溶液中會有碳酸氫鈉晶體析出．試分析該流程需要加壓條件的原因是：增大二氧化碳在水中的溶解度；
（2）由圖可知，反應①中與鹽酸反應的物質有NaOH和Na₂CO₃，故反應方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）由圖可知，溶液B中的溶質有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl三種；
（4）揮發性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環使用，即A、B；
（5）在氨堿工業處理剩余的氯化銨溶液時．因為氯化銨受熱易分解，所以不直接蒸發結晶析出氯化銨固體．
（6）圖2中裝置內的殘留二氧化碳沒有被吸收，空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會進入C裝置．故答案為：裝置內的殘留二氧化碳沒有被吸收，空氣中的二氧化碳和水蒸氣也會進入C裝置．
故答案為：【問題討論】（1）增大二氧化碳在水中的溶解度
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O或者Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（3）NaHCO₃和NH₄Cl；
（4）AB；
（5）氯化銨受熱易分解
（6）2，C裝置中氫氧化鈉會吸收空氣中二氧化碳和水

點評 本題難度較大，考查了多方面的化學知識，要想做對此題必須知識全面，再加上足夠的細心和耐心才行．