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)量分數(shù)是
(精確到0.1 %)。
(二)生產(chǎn)工藝
經(jīng)上述處理后得到主產(chǎn)品:工業(yè)純堿,副產(chǎn)品:A晶體。
(2)“降溫”的目的是析出副產(chǎn)品“A晶體”,A的化學式是
;
(3)反應器中的反應為: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類型是
,可重復利用的是
(水除外,只需一種);
(4)在反應器中總是先通氨氣,后通二氧化碳,原因是
。
(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)
(寫化學式)。
(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)量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸并不斷用玻璃棒攪拌。先發(fā)生反應:Na
2CO
3+HCl=NaHCO
3+ NaCl;后發(fā)生反應: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)系如圖甲所示(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
。
(7)請通過計算并結(jié)合左表判斷此純堿樣品等級為
品。