碳酸鈉廣泛用于造紙、紡織、玻璃、洗滌劑、肥皂、制革等工業(yè),是一種重要的化工原料。呂布蘭、索爾維和侯德榜為碳酸鈉的工業(yè)化生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。
I、呂布蘭法
1789年,法國醫(yī)生呂布蘭(N?Leblanc,1742~1806)以食鹽、濃硫酸、木炭和石灰石為原料,開創(chuàng)了規(guī)?;I(yè)制取碳酸鈉的先河,具體流程如圖:
(1)碳酸鈉俗稱
純堿或蘇打
純堿或蘇打
。
(2)在高溫條件下,②中發(fā)生兩步反應(yīng),其中一步是Na2SO4和木炭生成Na2S和CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)③中“水浸”時(shí)通常需要攪拌,其目的是 能夠加快碳酸鈉的溶解速率
能夠加快碳酸鈉的溶解速率
(4)不斷有科學(xué)家對(duì)呂布蘭法進(jìn)行改進(jìn),是因?yàn)榇朔ㄓ忻黠@不足,請(qǐng)寫出一條不足之處 呂布蘭法生成純堿的過程有一氧化碳、氯化氫氣體生成,會(huì)污染環(huán)境
呂布蘭法生成純堿的過程有一氧化碳、氯化氫氣體生成,會(huì)污染環(huán)境
。
Ⅱ、索爾維法原理如下:
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
某興趣小組采用下列裝置模擬索爾維法制備碳酸氫鈉,進(jìn)而制得碳酸鈉。
實(shí)驗(yàn)操作如下:
①關(guān)閉K1,打開K2通入NH3,調(diào)節(jié)氣流速率,待其穩(wěn)定后,打開K1通入CO2;
②待三頸燒瓶內(nèi)出現(xiàn)較多固體時(shí),關(guān)閉K2停止通NH3,一段時(shí)間后,關(guān)閉K1停止通CO2;
③將三頸燒瓶內(nèi)的反應(yīng)混合物過濾、洗滌、低溫干燥,并將所得固體置于敞口容器中加熱,記錄剩余固體質(zhì)量。
加熱時(shí)間/min |
t0 |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
剩余固體質(zhì)量/g |
未記錄 |
15.3 |
13.7 |
11.9 |
10.6 |
10.6 |
請(qǐng)回答下列問題:
(5)飽和 NaHCO
3溶液的作用是除去CO
2中混有的HCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
;
(6)三頸燒瓶上連接的長頸漏斗的主要作用是
平衡氣壓
平衡氣壓
,有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在長頸漏斗內(nèi)放置一團(tuán)蘸有酸液的棉花,理由是
防止氨氣逸出污染空氣
防止氨氣逸出污染空氣
;關(guān)閉K
2停止通NH
3后,還要繼續(xù)通一段時(shí)間CO
2,其目的是
使氨氣充分反應(yīng)
使氨氣充分反應(yīng)
;
(7)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄,計(jì)算t
2時(shí) NaHCO
3固體的分解率(已分解的 NaHCO
3占加熱前原NaHCO
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù))
50%
50%
若加熱前 NaHCO
3固體中還存在少量NaCl,上述計(jì)算結(jié)果將
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小或“無影響”)。
【答案】純堿或蘇打;Na
2SO
4+4C
Na
2S+4CO↑;能夠加快碳酸鈉的溶解速率;呂布蘭法生成純堿的過程有一氧化碳、氯化氫氣體生成,會(huì)污染環(huán)境;NaHCO
3+HCl=NaCl+CO
2↑+H
2O;平衡氣壓;防止氨氣逸出污染空氣;使氨氣充分反應(yīng);50%;偏小