Question

16．化學(xué)科技小組同學(xué)模擬工廠苛化法生產(chǎn)燒堿的示意圖如圖：

請回答下列問題．
①寫出煅燒石灰石的化學(xué)方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；操作2的名稱是蒸發(fā)．
②若反應(yīng)器中純堿全部反應(yīng)，但結(jié)晶得到的固體燒堿中還含有少量的雜質(zhì)，原因是濾液B中含有Ca（OH）₂，檢驗(yàn)該雜質(zhì)選用的試劑是Na₂CO₃，檢驗(yàn)時觀察到有白色沉淀生成，說明結(jié)晶得到的固體燒堿確實(shí)含有少量雜質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂→CaCO₃↓+2NaOH．
③濾液C可加入反應(yīng)容器循環(huán)再利用，目的是降低成本，防止污染環(huán)境．
④若投入反應(yīng)容器中的純堿為nmol，則為了確保純堿全部轉(zhuǎn)化為燒堿，投入生石灰的物質(zhì)的量取值范圍是CaO的物質(zhì)的量≥nmol．

Answer 1

分析 ①根據(jù)碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，蒸發(fā)可以使溶液中的晶體析出進(jìn)行分析；
②根據(jù)反應(yīng)器中純堿全部反應(yīng)，但結(jié)晶得到的固體燒堿中含有反應(yīng)剩余的氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉會生成碳酸鈣沉淀進(jìn)行分析；
③根據(jù)經(jīng)洗滌過濾后所得的濾液中一定會含有氫氧化鈉和氫氧化鈣，直接排放會導(dǎo)致浪費(fèi)和污染環(huán)境；循環(huán)再利用，可有效的降低生產(chǎn)成本和防止環(huán)境污染進(jìn)行分析；
④根據(jù)為了使碳酸鈉完全反應(yīng)，氫氧化鈣應(yīng)該是過量的進(jìn)行分析．

解答 解：①碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，蒸發(fā)可以使溶液中的晶體析出，所以操作2的名稱是蒸發(fā)；
②反應(yīng)器中純堿全部反應(yīng)，但結(jié)晶得到的固體燒堿中含有反應(yīng)剩余的氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，所以檢驗(yàn)該雜質(zhì)選用的試劑是Na₂CO₃，檢驗(yàn)時觀察到有白色沉淀生成，說明結(jié)晶得到的固體燒堿確實(shí)含有少量雜質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂→CaCO₃↓+2NaOH；
③經(jīng)洗滌過濾后所得的濾液中一定會含有氫氧化鈉和氫氧化鈣，直接排放會導(dǎo)致浪費(fèi)和污染環(huán)境，循環(huán)再利用，可有效的降低生產(chǎn)成本和防止環(huán)境污染；
④為了使碳酸鈉完全反應(yīng)，氫氧化鈣應(yīng)該是過量的，1mol的氧化鈣會生成1mol的氫氧化鈣，所以投入生石灰的物質(zhì)的量取值范圍是CaO的物質(zhì)的量≥n mol．
故答案為：①CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，蒸發(fā)；
②濾液B中含有 Ca（OH）₂，Na₂CO₃，有白色沉淀生成，Na₂CO₃+Ca（OH）₂→CaCO₃↓+2NaOH；
③降低成本，防止污染環(huán)境；
④CaO的物質(zhì)的量≥n mol．

點(diǎn)評 本題是一道框題推斷分析題，其主干就是工業(yè)上制取燒堿的方法，只要能依據(jù)氫氧化鈉是由碳酸鈉和氫氧化鈣制取的原理進(jìn)行分析，即可得相應(yīng)的問題答案．