某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱(Na2CO3)和其他副产品。 (一)有关资料 原料岩盐水主要是含NaCl,此外还含有较多Na2SO4,以及少量CaCl2和MgCl2。 上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表:
温度/℃
| 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℃时,饱和Na2SO4溶液中溶质的质量分数是 (精确到0.1 %)。 (二)生产工艺
经上述处理后得到主产品:工业纯碱,副产品:A晶体。 (2)“降温”的目的是析出副产品“A晶体”,A的化学式是 ; (3)反应器中的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。再将NaHCO3晶体转移出来后,加热所得固体即为工业纯碱。在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是 ,可重复利用的是 (水除外,只需一种); (4)在反应器中总是先通氨气,后通二氧化碳,原因是 。 (三)工业纯碱中杂质的判断: (5)已知:NH4Cl NH3↑+HCl↑ 实验步骤:①取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后再称重,发现质量无变化; ②另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。 由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 (写化学式)。 (四)含量测定 (6)称取纯碱样品21.3g于烧杯中,加入适量水将其溶解, 然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌。先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+ NaCl;后发生反应:NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑。在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示(不考虑CO2的溶解),请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO2的质量 。 (7)请通过计算并结合左表判断此纯碱样品等级为 品。
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