Question

我國化工專家侯德榜，勇于創新，改進氨堿法設計了“聯合制堿法”，為世界制堿工業作出了突出貢獻。請完成下列問題：
（1）“聯合制堿法”制得的“堿”是              (填化學式)。
（2）氨堿法和聯合制堿法是兩大重要的工業制堿法，下列表達中，不正確的是          。

		氨堿法	聯合制堿法
A	原料	食鹽、氨氣、生石灰	食鹽、氨氣、二氧化碳
B	可能的副產物	氯化鈣	氯化銨
C	循環物質	氨氣、二氧化碳	氯化鈉
D	評價	原料易得；設備復雜；能耗高	原料利用率高；廢棄物少

 
某實驗小組，利用下列裝置模擬“聯合制堿法”。

（3）取上述儀器連接裝置，順序為：(a)接(    )、(    )接(    )；(b)接(    )；
檢驗氣密性后裝入藥品，應該先讓              裝置（填上述字母）先發生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產生的氣體。
（4）C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是                      ，D中應選用的液體為     ；
（5）C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為                                     。
（6）產品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數，純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為：                       (注明你的表達式中所用的有關符號的含義)。

Answer 1

（1）Na₂CO₃
（2）A.C
（3）f  e  d   c （2分）       B
（4）防倒吸   飽和NaHCO₃溶液
（5）CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl
（6）  （ m₁為樣品質量，m₂為加熱后產品的質量）

試題分析：（1）“聯合制堿法”制得的“堿”是碳酸鈉，化學式為Na₂CO₃。
（2）A、氨堿法原料有：食鹽（氯化鈉）、石灰石（經煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣，聯合制堿法原料有：食鹽、氨氣、二氧化碳，故A錯誤；B、氨堿法可能的副產物為氯化鈣，聯合制堿法可能的副產物氯化銨，故B正確；C、氨堿法循環物質：氨氣、二氧化碳，聯合制堿法循環物質：氯化鈉，二氧化碳，故C錯誤；D、氨堿法原料（食鹽和石灰石）便宜，產品純堿的純度高，副產品氨和二氧化碳都可以回收循環使用，制造步驟簡單，適合于大規模生產，但設備復雜；能耗高，氨堿法的最大缺點還在于原料食鹽的利用率只有72%～74%；聯合制堿法最大的優點是使食鹽的利用率提高到96%以上，廢棄物少，故D正確，答案選AC。
（3）A裝置是制備CO₂，B裝置是制備NH₃，由于氨氣極易溶于水需要用干燥管防止倒吸，另外CO₂中的氯化氫氣體還需要除去，因此正確的連接順序為(a)接(f)、(e)接(d)；(b)接(c)。由于CO₂在水中的溶解度小，因此要首先產生氨氣，然后再通入CO₂氣體，所以應該先讓B裝置先發生反應。
（4）氨氣極易溶于水，因此C中用球形干燥管而不用直導管的作用是防倒吸。除去CO₂中的氯化氫氣體應該用飽和NaHCO₃溶液，即D中應選用的液體為飽和NaHCO₃溶液。
（5）C裝置是制備碳酸氫鈉的，所以C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為CO₂+NH₃+NaCl+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。
（6）設m₁為樣品質量，m₂為加熱后產品的質量，則根據碳酸氫鈉分解的方程式可知
2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑ 固體質量減少△m
168g            106g                    62g
X                                     m₁－m₂
解得X＝
所以純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為。