某制堿廠以巖鹽水為主要原料生產(chǎn)純堿(Na
2CO
3)和其他副產(chǎn)品.
(一)有關(guān)資料
原料巖鹽水主要是含NaCl,此外還含有較多Na
2SO
4,以及少量CaCl
2和MgCl
2.
上述幾種物質(zhì)在不同溫度時的溶解度數(shù)據(jù)如下表:
溫度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
溶 解 度 /g |
NaCl |
35.7 |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
Na2SO4 |
4.5 |
9.6 |
20.2 |
40.8 |
48.4 |
CaCl2 |
59.5 |
65.0 |
74.5 |
100 |
116 |
MgCl2 |
52.9 |
53.8 |
54.8 |
56.0 |
58.0 |
(1)10℃時,飽和Na
2SO
4溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
8.8%
8.8%
(精確到0.1%).
(二)生產(chǎn)工藝
(2)“降溫”的目的是析出副產(chǎn)品“A晶體”,A的化學(xué)式是
Na2SO4
Na2SO4
;
(3)反應(yīng)器中的反應(yīng)為:NaCl+NH
3+CO
2+H
2O=NaHCO
3↓+NH
4Cl.再將NaHCO
3晶體轉(zhuǎn)移出來后,加熱所得固體即為工業(yè)純堿.在整個生產(chǎn)工藝中沒有涉及到的基本反應(yīng)類型是
置換反應(yīng)
置換反應(yīng)
,可重復(fù)利用的是
CO2(或NaCl)
CO2(或NaCl)
(水除外,只需一種);
(4)在反應(yīng)器中總是先通氨氣,后通二氧化碳,原因是
因為氨氣溶解度大,形成堿性環(huán)境便于二氧化碳溶解
因為氨氣溶解度大,形成堿性環(huán)境便于二氧化碳溶解
.
(三)工業(yè)純堿中雜質(zhì)的判斷:
(5)已知:NH
4Cl NH
3↑+HCl↑
實驗步驟:
①取一定質(zhì)量的純堿樣品,經(jīng)多次充分加熱后再稱重,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無變化;
②另取少量純堿樣品加入適量水,樣品完全溶解,向該溶液中加入過量稀HNO
3,再滴加AgNO
3溶液,有白色沉淀.
由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質(zhì)
NaCl
NaCl
(寫化學(xué)式).
(四)含量測定
(6)稱取純堿樣品21.3g于燒杯中,加入適量水將其溶解,然后逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸并不斷用玻璃棒攪拌.先發(fā)生反應(yīng):Na
2CO
3+HCl=NaHCO
3+NaCl;后發(fā)生反應(yīng):NaHCO
3+HCl=NaCl+H
2O+CO
2↑.在上述過程中燒杯中溶液質(zhì)量與加入稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系如圖所示(不考慮CO
2的溶解),請你根據(jù)圖甲提供的信息計算檢測過程中產(chǎn)生CO
2的質(zhì)量
8.8g
8.8g
.
(7)請通過計算并結(jié)合表判斷此純堿樣品等級為
優(yōu)等
優(yōu)等
品.
工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)(Na 2CO3%≥) |
優(yōu)等品 |
一等品 |
合格品 |
99.2 |
98.8 |
98.0 |