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文档简介

1、高考化学备考之钠及其化合物压轴突破训练培优易错试卷篇及详细答案(1)一、高中化学钠及其化合物1i. 中国的侯德榜对索尔维制碱法进行了改进,将合成氨工业与纯碱工业联合,发明了侯氏制碱法,又称联合制碱法,生产流程可以表示如图所示(代表所需物质,代表产品)在上述工业流程中:( 1)产品 n 的化学式 _,所需物质 a 的名称 _ ,b 的电子式_。( 2)侯德榜制碱法的原理是 _ (用化学方程式表示)。操作 x 的名称是 _。ii. 利用侯德榜原理制备的纯碱中含有少量nacl 等杂质,利用下列装置可用来测定纯碱中的na2co3 的质量分数。实验步骤如下:如图所示,组装好实验仪器,并检查其气密性;准确

2、称取盛有碱石灰的干燥管d 的质量(设为m1g);准确称取一定量的纯碱(设为ng),并将其放进广口瓶b 内;从分液漏斗中缓缓滴入一定量的稀硫酸,并从前端缓缓地鼓入空气,至产生气体为止;b 反应器中不再准确称取干燥管d 的总质量(设为m2g)根据上述实验,回答下列问题:(3)该实验进行到操作时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是_ 。装置 a 中的液体应选用_。(4)装置 b 与 d 之间必须添加一装置c,否则使测定结果偏高。在空白框内画出该装置c,装置中盛放的是 _ 。(5)根据此实验,计算出纯碱中na2co3 的质量分数为 _(用 m1、 m2 、 n表示)。如果缺少装置e,则实验所得纯碱样品的

3、纯度会_(“偏高”、“偏低”、或“无影响”)。【答案】 nh4cl 氨气32234nacl+nh +co+ho nahco+nh cl 过滤 确保2氢氧化钠溶液106 ( m2m1)100%偏高co 充分被吸收浓硫酸44n【解析】【分析】联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱,二氧化碳在水中的溶解度小,与水反应形成不稳定的碳酸,而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中,会使生成的碳酸与氨水发生反应,而增大二氧化碳气体的吸收,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,a 为 nh32,反应为:, b 为 coco +h o+nacl+nh=nahco +nh cl,经

4、过滤、洗涤得nahco 微小晶体,再加热制得纯碱223343产品。【详解】(1)产品 n 是氯化铵,化学式为nh4cl,所需物质a 的名称是氨气,co2 的电子式:;( 2)侯德榜制碱法的原理是 nacl+nh3+co2+h2o=nahco3+nh4cl;操作 x 后得滤液和固体,则操作为过滤;(3)该实验进行到操作时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是确保为防止空气中的co2 造成实验误差,装置a 中的液体应选用氢氧化钠溶液;co2 充分被吸收;(4)装置b 与d 之间必须添加一装置c,吸收水分,否则使测定结果偏高;装置c 为:,装置中盛放的是浓硫酸;(5)根据此实验,干燥管d 增加二氧化碳质

5、量 (m2m )1g,通过差量法可知,纯碱中23106( m2m1)100% ,如果缺少装置e,外界的二氧化碳、水蒸气会na co的质量分数为44n被干燥管d 吸收,则实验所得纯碱样品的纯度会偏高。2 某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量为190.720g),利用如图装置测定混合物中 na2o2 的质量分数,每隔相同时间读得电子天平的数据如下表:(1)写出 na2o2 和 h2o 反应的化学方程式_。(2)计算过氧化钠质量分数时,除了试样的质量,锥形瓶和水的质量,还必需的数据是_,不必作第6 次读数的原因是_。(3)根据上述数据,过氧化钠的质量分数是_

6、(保留 2 位小数)。(4)测定上述样品(1.560g)中 na2o2 质量分数的另一种方案,其操作流程如图:操作的名称是_。需直接测定的物理量是_。操作需要的仪器除了酒精灯,还需要_(固定、夹持仪器除外)。在转移溶液时,如溶液转移不完全,则na2o2 质量分数的测定结果_(填 “偏大 ”、“偏小 ”或 “不变 ”)。【答案】 2na2 222第4 次或第 5 次的读数第 5次与第 4次的读数相o +2ho=4naoh+o 同,锥形瓶内质量已达恒重0.84溶解生成 nacl 的质量玻璃棒、蒸发皿偏大【解析】【分析】( 1)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;( 2)、( 3)计算过氧化钠质量分

7、数时,应用过氧化钠完全反应的数据,根据称量的锥形瓶+水 +试样总质量变化以及还有第 4 次或第 5 次读数,计算生成氧气的质量,根据氧气的质量计算过氧化钠的质量;由表中数据可知,第4、 5 次读数相等,锥形瓶内的质量已达到恒重;( 4)由流程图可知,操作是将样品在稀盐酸中溶解;操作是从溶液中获得的晶体为氯化钠,需直接测定氯化钠的质量;操作是从溶液中获得的晶体,蒸发浓缩、冷却结晶,需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿;在转移溶液时,如溶液转移不完全,烧杯内壁沾有少量的氯化钠,测定的氯化钠的质量偏小,样品中钠元素的质量分数偏低,故过氧化钠的质量分数偏大。【详解】( 1) na2o2 和 h2o 反应

8、的化学方程式: 2na2o2 +2h2 o=4naoh+o2;( 2)计算过氧化钠质量分数时,应用过氧化钠完全反应的数据,根据称量的锥形瓶 +水 +试样总质量变化计算生成氧气的质量,根据氧气的质量计算过氧化钠的质量,故需要知道试样的质量、锥形瓶 +水的质量,还有第 4 次或第 5 次读数;由表中数据可知,第4、5 次读数相等,锥形瓶内的质量已达到恒重,不必作第6次读数;(3) 2na2o2+2h2o=4naoh+o2,由反应方程式可知,由于过氧化钠与水反应生成氧气,反应前后质量减少,质量的变化量就是氧气的质量,即m(o2)= 1.560g +190.720g-0.270g192.010=0.2

9、70g, n(o2)= 32g mol 1 =0.0084mol ,在化学反应中,反应物、生成物的物质的量变化之比等于化学计量数之比,故n(na2 o2) =2(o2)=0.0168mol ,过氧化钠的质量分数是:10.0168mol78 g mol1.560g100% =84% ;( 4)由流程图可知,操作是将样品在稀盐酸中溶解;最终蒸发浓缩、冷却结晶得到的晶体为氯化钠,故应测定生成 nacl 的质量;操作是从溶液中获得的晶体,蒸发浓缩、冷却结晶,需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿;在转移溶液时,如溶液转移不完全,烧杯内壁沾有少量的氯化钠,测定的氯化钠的质量偏小,样品中钠元素的质量分数偏低,

10、由于过氧化钠中钠元素的质量分数小于氧化钠中钠元素的质量分数,故过氧化钠的质量分数偏大。32019 年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增,自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。(1) i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈_,可以认为存在锂元素。a紫红色b绿色c黄色d紫色(需透过蓝色钴玻璃)ii 锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片 (由 al 箔、 lifepo4 活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成

11、 )中的资源,部分流程如图:查阅资料,部分物质的溶解度(s),单位 g,如下表所示:(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理,筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是 _ 。a 废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,否则在后续处理中,残余的能量会集中释放,可能会造成安全隐患。b 预放电时电池中的锂离子移向负极,不利于提高正极片中锂元素的回收率。c 热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。( 3)工业上为了最终获得一种常用金属,向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,请写出此时硫酸 参与反应的所有离子方程式 _( 4)有人提出在 酸浸时,用 h2o2 代替

12、 hno3 效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式 _(5)若滤液中 c(li+加入等体积的23li 元素占原 li 元素总量)=4mol/lna co 后,沉淀中的的 95.5%, 计算滤液中 c(co32-sp3))_。( k (lico)=1.62 10(6)综合考虑,最后流程中对滤渣 洗涤时,常选用下列_(填字母)洗涤。a 热水b冷水c 酒精原因是 _(7)工业上将回收的li2co3 和滤渣中 fepo4 粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备lifepo4,实现了物质的循环利用,更好的节省了资源,保护了环境。请写出反应的化学方程式: _。+-+-34【答案】 a ac

13、h222+ oh =h o、 h +alo +h o=al(oh) 2lifepo+h2o2+4h2so4=li2 so4+fe2(so4)3+2 h2o+2h3 po40.2mol/la碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比酒精低li2 co3+ 2fepo4 +2c=2lifepo4+3co【解析】【分析】废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸,过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液,滤渣酸浸过滤得到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液,加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子,调节溶液ph 生成磷酸铁沉淀,过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子

14、生成碳酸锂,经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂,以此解答该题。(1)根据锂的焰色反应回答;(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电,a从锂的性质分析;b放电是原电池,从离子的移动方向考虑;c从有机物与碳的性质分析;(3)碱溶一步所得滤液中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,加入硫酸,首先发生的是酸碱中和,然后是偏铝酸根与氢离子的反应;(4)lifepo4 在硫酸和过氧化氢同时存在的条件下生成li2so4,fe2 (so4) 3, 2 h2o 和2h3po4 ,从环保和价格的角度分析;(5)利用溶度积进行计算;(6)碳酸锂的溶解度随温度的变化分析;(7)根据题目所给信息写出化学方程式;【详解】(1)根据焰色反

15、应原理,锂矿石含有锂元素,锂的焰色反应为紫红色;(2)a废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,由于锂是很活泼的金属,容易和氧气,水蒸气发生反应,可能会造成安全隐患,故a 正确;b放电时,阳离子移向正极,故放电时电池中的锂离子移向正极,故b 错误;c难溶有机物的沸点一般较低,碳粉也可以被氧化,通过热处理可以除去有机物和碳粉,故 c 正确;(3)向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,先发生酸碱中和,向偏铝酸钠溶液中加入酸,由于要得到金属,酸的量必须控制,故离子反应为:h+ oh-=h2o, h+alo2 -+h2o=al(oh)3 ;(4)h2o2 和 hno3 都具有强氧化性,由于硝酸见光分解

16、,成本较高,故可以利用过氧化氢代替硝酸,过氧化氢被还原的产物是水,对环境没有污染,化学方程式为2lifepo4+h o +4h so =li so+fe (so ) +2h o+2h po ;22242424 3234(5)碳酸锂是沉淀,存在难溶电解质的溶解平衡,设两溶液体积为v,滤液 中c(li+)=4mol/l ,沉淀中的 li 元素占原 li 元素总量的95.5%,则沉淀后溶液中锂离子的浓度为4mol / l v195.5%2-),故 c(co3)=2v=0.09mol/l ,故 ksp (li2co3)=c(li+)2c(co3kspli 2co 3=1.62 103c22=0.2mo

17、l/l ;li0.09(6)碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比酒精低;(7)工业上将回收的li2co3 和滤渣 中 fepo4 粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备lifepo4,反应方程式为li2co3+ 2fepo4+2c= 2lifepo4+3co。4 过氧化钠是一种淡黄色固体,有漂白性,能与水、酸性氧化物和酸反应。( 1)一定条件下, m 克的 h2、 co 的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重_克。(2)常温下,将 14.0 克的 na2o 和 na2o2 的混合物放入水中,得到400mlph=14

18、的溶液,则产生的气体标准状况下体积为_l。(3)在 200mlal2so4 3和mgso4的混合液中,加入一定量的na2o2充分反应,至沉淀()质量不再减少时,测得沉淀质量为5.8 克。此时生成标准状况下气体体积为5.6l。则原混合液中 c( so42- )=_mol/l 。(4)取 17.88gnahco3 和 na2o2 的固体混合物,在密闭容器中加热到250,经充分反应后排出气体,冷却后称得固体质量为15.92g。请列式计算:求原混合物中na2o2 的质量 b_;若要将反应后的固体反应完,需要1mol/l 盐酸的体积为多少毫升_?【答案】 m1.1227.8g200mlv320ml【解析

19、】【分析】(1)利用差量法,根据化学方程式分析:co 与 h2 在氧气中完全燃烧,生成co2 和 h2o,生成的 co222 222,一氧化碳与二氧化碳物质的量相和 ho 再与 na o反应; 2co+o2co等, na2 2222 2232,质量增重 m232 2o与 co 反应2co +2na o 2na co +o为 2na co 2na o2co,可知,反应后固体质量增加量为co的质量; 2h2+o22h2o,生成的水与氢气物质的量相等, na2 2222 2222o与 h o 反应 2h o+2na o 4naoh+o ,质量增重 m 为2h o o 2h ,可知,反应后固体增加的质

20、量为氢气质量;2(2)氧化钠、过氧化钠与水反应后的溶质为氢氧化钠,根据n m 计算出氢氧化钠的物质的m量,再根据质量守恒、钠原子守恒列式计算出氧化钠、过氧化钠的物质的量,最后根据c n 计算出氢氧根离子的物质的量、根据过氧化钠与水的反应方程式计算出生成的标况下v氧气的体积;(3)生成标准状况下气体体积为5.6l,物质的量为:5.6l 0.25mol,所以过氧化钠22.4l / mo1的物质的量为 0.5mol ,所以氢氧化钠的物质的量为:0.5mol 21mol ,沉淀质量为 5.8克,即氢氧化镁的质量为 5.8克,所以氢氧化镁的物质的量为:5.8g0.1mol ,生成58 g / mo1氢氧

21、化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1 2 0.2mol ,则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为 0.8,所以铝离子的物质的量为0.2mol ,所以溶液中硫酸根离子的物质的量为: 0.3+0.1 0.4mol ,则 c0.4mol0.2l 2mol/l ;(4)结合发生的反应2na2o2+4nahco3 4na2co3+2h2o +o2和 2na2o2+2nahco32na2 co3+2naoh+o2计算;反应后固体为0.08mol 的 naoh 和 0.12mol 的 na2co3,再结合反应原理计算。【详解】(1)co 和 h2 的混合气体燃烧的方程式:2co+o22co2, 2

22、h2+o22h2 o,与na2o2 反应的方程式:2co2+2na2o2 2na2co3+o2, 2h2o+2na2o2 4naoh+o2,通过方程式可以看出,固体质量的增加量就是原混合气体的质量为mg;(2)设 14.0g 混合物中含有氧化钠xmol ,含有过氧化钠ymol,则 62x+78y14,最后得到的溶质为 naoh,得到 400ml ph 14 的溶液,氢氧化钠的物质的量为:0.4 10.4mol ,根据钠原子守恒可得: 2x+2y 0.4,联合解得:x 0.1、 y 0.1,所以 0.1mol 的过氧化钠生成 0.05mol 的氧气,标况下生成的氧气的体积为:v(o2 ) 22.

23、4l/mol 0.05mol1.12l;(3)5.6l5.6l生成标准状况下气体体积为 0.25mol ,所以过氧化钠,物质的量为:22.4l / mo1的物质的量为0.5mol ,所以氢氧化钠的物质的量为:0.5mol 21mol ,沉淀质量为5.8克,即氢氧化镁的质量为5.8 克,所以氢氧化镁的物质的量为:5.8g0.1mol ,生成58 g / mo1氢氧化镁消耗氢氧根离子的物质的量为0.1 2 0.2mol ,则铝离子转化为偏铝酸根离子消耗氢氧根的物质的量为 0.8,所以铝离子的物质的量为0.2mol ,所以溶液中硫酸根离子的物质的量为: 0.3+0.1 0.4mol ,则 c 0.4

24、mol 2mol/l ,故答案为: 2;0.2l(4)设 na2 o2 和 nahco3 的物质的量分别为 x,y;2na2o2+4nahco3 = 4 na2co3 + 2h 2o+ o249242417.8815.412na2o2+2nahco3 = 2na2co3 + 2naoh +o232429217.8816.1115.4115.92 16.11 说明两个反应都发生,所以:78x+84y 17.88、 106y+(2xy) 4015.92,解之得: x 0.1mol 、 y 0.12mol ,故 m(na2o2)7.8g;反应后固体为0.08mol 的 naoh 和 0.12mol

25、的 na233co ,当反应后溶质为nacl、nahco时,则需盐酸体积为 200ml;当反应后溶质只有nacl 时,则需盐酸体积为320ml,故盐酸体积为 200mlv320ml。【点睛】本题考查有关物质的量的计算、混合物的计算,注意掌握有关物质的量的计算方法,明确质量守恒定律、极值法在化学计算中的应用,试题有利于提高学生的化学计算能力。5 已知钠与氧气在不同条件下会发生不同的反应。( 1)将金属钠长时间放置于空气中可发生如下一系列变化,写出此变化中步转化的化学方程式:nana2onaohna2co310h2o na2co3 _ ;_ 。(2)将钠置于坩埚内,在空气中加热,可燃烧生成一种淡黄

26、色物质。钠在空气中燃烧的化学方程式为 _。某学习小组通过实验研究 na2o2 与水的反应。操作现象向盛有 4.0gna2o2 的烧杯中加入 50ml 蒸馏水剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体,得到的无色溶液a 溶液变红向溶液 a 中滴入两滴酚酞 10 分种后溶液颜色明显变浅,稍后,溶液变为无色na2o2 与水反应的离子方程式是_,甲同学认为过氧化钠中阴离子结合水中氢离子生成了 h2o2,溶液 a 中的 h2o2 将酚酞氧化导致褪色。用实验证实h2 o2 的存在:取少量溶液 a,加入试剂 _(填化学式 ),有气体产生。【答案】 4na+o2=2na2o2naoh+co+9h2o=na2co3

27、 ?10h2 o 2na+o2na2o22 22+-2mno22na o +2h o=4na +4oh+o 【解析】【分析】(1)反应是钠和氧气在常温下生成氧化钠;反应是naoh 和 co2 反应生成na2co3 ?10h2 o;( 2)钠在空气中燃烧生成过氧化钠;能使带火星木条复燃的气体是氧气,碱使酚酞变红,说明过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气;双氧水在mno2 的催化作用下发生分解反应生成氧气;【详解】(1)反应是钠和氧气在常温下生成氧化钠,反应方程式是4na+o2=2na2o;反应是naoh 和 co2 反应生成na2co3?10h2o,反应方程式是2naoh+co+9h2 o=na2

28、co3?10h2o;(2)钠在空气中燃烧生成过氧化钠,反应方程式是2na+o2 = na2o2;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式是2na2o2+2h2o=4na+4oh-+o2;双氧水在mno2 的催化作用下发生分解反应生成氧气,取少量溶液a,加入试剂mno 2,有气体产生,能证明h2o2 的存在。6 向 200ml 某物质的量浓度的 naoh 溶液中缓慢通入一定量的 co2,充分反应,测得最后溶液的 ph7。(1)此时溶液的溶质如果是单一成分,可能是_;如果是多种成分,可能是_。( 2)在上述所得溶液中,逐滴缓慢滴加 2moll-1 的盐酸,所得气体 (不考虑溶解于水 )

29、的体积与所加盐酸的体积关系如图所示:加入盐酸200ml 之前,无气体产生,写出b 点时,反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是oa 段发生反应的离子方程式_。_ (溶液体积的变化忽略不计)。( 3)将标准状况下的 2.24lco2 通入 150ml1mol l-1naoh 溶液中, c(hco3-)与 c(co32-)的关系是_。【答案】 na23323233- +h2o、co或 nahconaoh 和 na co或 na co和 nahcooh +h2-+-1.2mol/l-2-)co3+h hco3c(hco3)c(co3【解析】【详解】(1) co2 与 naoh 反应可生成na2co3 或

30、 nahco3,二者溶液都呈碱性,则如果是单一成分,可能是 na2co3或 nahco3,如果是多种成分,若 1n naoh2,溶质是 na co 、 naoh,故答案为: na co 或 nahco ;naoh2323233n co2和 na2co3 或 na2co3 和 nahco3;(2)加入盐酸200ml 时开始生成气体,当加入盐酸300ml 时不再产生气体,ab段发生 nahco3+hclnacl+h2o+co2,而 o-a 段消耗的盐酸为 ab的二倍,应为 naoh 和23-+2na co 的混合物,都可与盐酸反应,反应的离子方程式分别为:oh +h h o、32-+3-,故答案为

31、:oh-+232-+3-;co+h hco+h h o、 co+h hcob 点时,反应所得溶液中溶质为nacl,由盐酸的物质的量可知为0.3l2mol/l=0.6mol,则的物质的量浓度是0.6mol=1.2mol/l ,故答案为: 1.2mol/l ;0.2l +0.3l(3)标准状况下, 2.24lco2 的物质的量为:2.24l=0.1mol, 150ml1mol/lnaoh 溶22.4l/mol液中含0.15molnaoh ,二者发生反应 2co2+3naoh=na2co3+nahco3+h2o,生成等浓度的na2co3 、nahco3, hco3- 、 co 2- 部分水解,由于c

32、o 2-水解程度大于hco - ,则3333-32-3-32-)。c(hco )c(co),故答案为:则 c(hco)c(co【点睛】本题易错点在于( 3),通过计算分析溶液中溶质组成,但不能忽略溶液中存在的水解反应,根据水解程度比较离子浓度。7 我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,创造了侯德榜制碱法又叫联碱法,该法是将合成氨工厂生产的nh3 及副产品co2,再与饱和食盐水反应.(1)该法与氨碱法比大大提高了原料利用率,主要表现在_。(2)碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可循环使用,但必须要补充,补充的主要原因是_,但实际生产中补充量超过理论上反应耗用量,可能的原因是_。( 3)氨碱法需补充的二

33、氧化碳一定来自 _。那么联合制碱需补充的二氧化碳可能来自 _。( 4)侯德榜法在滤去碳酸氢钠的母液中通氨气并加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用 _。【答案】母液循环i 提高了 nacl 的利用率生产过程中co2 有一半转化成碳酸根被产品碳酸钠所带走(碳酸根来自co2),所以要补充;在生产过程中还有损耗;碳酸钙的分解; 合成氨生产中用水煤气法制原料氢气时的副产品;增大 nh 4+的浓度,使 nh 4cl 更多地析出;使 nahco3 转化为 na2 co3,提高析出的nh4cl 纯度【解析】【分析】合成氨工厂提供氨气及二氧化碳,通入饱和氯化钠溶液中,得到碳酸氢钠和副产物氯化铵,煅烧碳

34、酸氢钠得到碳酸钠,同时产生的二氧化碳循环利用。【详解】( 1)对比该法与氨碱法可以发现侯德榜制碱法通过母液循环提高了氯化钠的利用率,答案为:母液循环 i 提高了 nacl 的利用率;( 2)根据元素守恒,制得碳酸钠肯定会消耗二氧化碳,有一部分二氧化碳可以循环利用,且工业生产中不可避免的会有一些损耗,故实际生产中补充量超过理论上反应耗用量,答案为:生产过程中 co 2 有一半转化成碳酸根被产品碳酸钠所带走(碳酸根来自co 2 ),所以要补充;在生产过程中还有损耗;( 3)氨碱法补充二氧化碳来自碳酸钙分解,根据流程图,联合制碱需补充的二氧化碳来自于合成氨工厂,合成氨生产中用水煤气法制氢气时会产生副

35、产品二氧化碳,答案为:碳酸钙的分解;合成氨生产中用水煤气法制原料氢气时的副产品;( 4)向母液中通氨气的目的是为了提取更多更纯的氯化铵,答案为:增大nh 4 + 的浓度,使nh 4 cl 更多地析出;使nahco 3 转化为 na 2co 3 ,提高析出的 nh 4cl 纯度。【点睛】侯氏制碱法是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。制备纯碱( na 2 co3 ),主要利用 nahco 3 在溶液中溶解度较小,所以先制得 nahco 3 ,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水

36、,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中 nahco 3 溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。8 如图为碳元素的价类二维图,结合图中的物质部分转化关系,完成下列问题:( 1)下列说法正确的是 _a.要实现反应一定要与氧化剂作用b.要实现反应一定要与还原剂作用c.在一定条件下木炭与浓硝酸能实现反应转化d.反应属于非氧化还原反应(2)下列有关碳及其化合物类别及性质说法不正确的是_a.co 不属于酸性氧化物,具有还原性b.co2 属于酸性氧化物,可以与碱反应生成碳酸盐c.nahco3 属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应又能与naoh

37、 反应d.金刚石和石墨互为同素异形体,其物理性质和化学性质均相同( 3)高炉炼铁的过程是将铁矿石( fe2o3 )还原成金属铁的过程,实现了反应的转化,请写出其反应的化学方程式,并用“双线桥”表示电子的得失情况_ 。(4)化学活动课上,两组同学分别用如图所示甲、乙两装置探究“na2 co3 、nahco3 与稀盐酸的反应”。按下表中的试剂用量,在相同条件下,将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。请回答:两组反应开始时,装置_(填“甲”或“乙”)中的气球体积先变大,该装置中反应的离子方程式是_ 。当试管中不再有气体生成时,两组实验出现不同现象。试剂用量0.84gnahco3

38、 第 a 组 1.06gna2co36ml 4mol l-1 盐酸1.2gnahco3第 b 组1.2gna2co36ml 2mol l-1 盐酸实验现象分析原因甲、乙盐酸均过量甲中气球与乙中气球的n(nahco3 )= n(na2co3)体积相等v(co2)甲 =v(co2)乙甲中气球比乙中气球的体积大片刻后,乙中气球又缩小,甲中气球的体积基本不变按上表第a 组原因分析方法,分析第b 组实验甲中气球为比乙中气球体积大的原因_。用离子方程式表示第b 组乙中气球又缩小的原因:_。【答案】 a c d甲 co h o甲、乙盐酸均不h +hco322足,消耗的 n(nahco3) n(na 2co3

39、) , v(co2) 甲 v(co2) 乙2co3+co2+h2o=2hco3【解析】【分析】(1)根据氧化还原反应的有关规律判断;(2) a. co 不属于酸性氧化物, c 元素化合价为 +2 价,具有还原性,故a 正确;b. co2 属于酸性氧化物,可以与碱反应生成碳酸盐,故b 正确;c. nahco3 属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应生成二氧化碳和水,又能与naoh 反应生成碳酸钠,故 c 正确;d. 金刚石和石墨互为同素异形体,其化学性质相似,物理性质有很大差异,故d 错误;(3) fe2o3 在高温下可以被 co 还原成 fe 单质, fe 元素由 +3 价下降到0 价,得到 3 个

40、电子;(4)碳酸氢钠和盐酸反应的速率更快;按上表第a 组原因分析方法,分析第b 组实验中反应物之间的数量关系,二氧化碳可以溶于碳酸钠溶液中。【详解】(1) a.cco2, c 化合价升高作为还原剂,需要加入氧化剂才能实现,故a 正确;b. cco, c 化合价升高作为还原剂,需要加入氧化剂才能实现,故b 错误;c.木炭与浓硝酸在加热的条件下可以生成二氧化碳,可以实现反应转化,故c 正确;d. 反应中 c 化合价变化,属于氧化还原反应,故d 错误;正确答案是 ac;(2) a. co 不属于酸性氧化物, c 元素化合价为 +2 价,具有还原性,故a 正确;b. co2 属于酸性氧化物,可以与碱反

41、应生成碳酸盐,故b 正确;c. nahco 属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应生成二氧化碳和水,又能与naoh 反应生成3碳酸钠,故 c 正确;d. 金刚石和石墨互为同素异形体,其化学性质相似,物理性质有很大差异,故d 错误;题目要求选错的,故选d;(3) fe2o3在高温下可以被 co 还原成 fe 单质, fe 元素由 +3 价下降到0 价,得到 3 个电子,用 “双线桥 ”表示电子的得失情况为:(4)碳酸钠和盐酸的反应可以分成两步:第一步na2co3+hcl=nahco3+nacl,第二步nahco3+hcl=nacl+h2o+co2,而碳酸氢钠只进行第二步反应,所以更快一些,故装置甲中的

42、气球体积先变大,甲中发生的离子方程式是:h +hco3 co2 h2o;根据化学方程式计算可知a 组中 nahco3 和 na2co3 都已完全反应。b 组中, n(na2co3)=1.2g1.2g=0.011mol , n(nahco3 )=0.014mol ,n(hcl)=0.012mol ,根据反应106g/mol84g/molnahco3 +hcl =nacl + co2 +h2o 和 na2co3+2hcl=2nacl+co +h2o 可知, na2co3、 nahco3都过量, nahco3产生的 co2 较 na2 co3 的多。因为气体收集于气球中,乙中co2 又与过量的 na

43、2co3 溶液反应,故甲中气球比乙中气球的体积大片刻后,乙中气球又缩小,甲中气球的体积基本不变,分析原因为:甲、乙盐酸均不足,消耗的n(nahco3) n(na2co3) , v(co2)甲 v(co2)乙 ; co22。与过量的 na2co3 溶液反应为: co3+co2+h2o=2hco39 碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下可以相互转化。(1)向碳酸钠溶液中通入二氧化碳,可以得到碳酸氢钠,请写出该反应的化学方程式_。(2)请设计实验方案除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氫钠_。(3)请设计实验方案除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠_。(4)充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物95g,完全反应后得到气体5.6l(标准状况),求混合物中碳酸钠的质量分数_。【答案】na2

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