2017高中化学第一单元走进化学工业(课件教案习题)(打包8套)新人教版选修2

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名称 2017高中化学第一单元走进化学工业(课件教案习题)(打包8套)新人教版选修2
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2017-09-06 11:26:45

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课件20张PPT。化学:第一单元课题1《化学生产过程中的基本问题》课件PPT(人教版选修2)走进化学工业化工生产过程中的基本问题第一单元 课题一硫酸的用途思考: (1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。
浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.
(2)化学性质:
浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化(一)硫酸工业生产的原理思考:1. 自然界中存在的含硫的物质有哪些?2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?依据化学原理确定生产过程请写出有关的化学方程式!硫酸生产反应式(一)硫酸工业生产的原理第一步:第二步:第三步:以硫磺为原料:(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分 _________个生产过程.依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式(二)硫酸工业原料的选择以FeS2为原料思考:
为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),
空气,和水依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?依据化学原理确定生产过程(三)硫酸工业生产的三个主要设备沸 腾 炉图片接 触 室图片98.3%H2SO4SO2 O2SO2
O2SO2 O2依据化学原理确定生产过程阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择
往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 应选择压强:(2)常压生产中反应条件的控制(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
硫酸工业生产的三个适宜条件: 生产中反应条件的控制阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择
往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 低应选择温度:(1)低温(400~5000C)
1. 如何处理尾气中的SO2?2. 如何处理废水中的酸性物质?3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的
大量热能?工业:实验室:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的
沥青或用于制砖生产中的三废处理能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在沸腾炉旁设置“废热”锅炉,产生蒸汽来发电;在接触室中设热交换装置。据测算,生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能,而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。化工生产过程:(1)确定化学反应原理
(2)选择原料
(3)选择设备和工艺流程
(4)三废处理(环境保护)
(5)能源的利用(综合经济利益)
(6)其它问题(如厂址,成本,反应条件等问题)小结:(本节课重点)1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
硫酸工业生产的三个适宜条件:
2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法.硫磺(或黄铁矿),空气,和水
造气,催化氧化,吸收沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查,了解一些化工厂是如何利用废热的。研究课题:利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料?课件15张PPT。纯碱的化工生产知道纯碱的用途吗?你想一想?获得纯碱的方法有哪些?自然界中有纯碱吗?鄂尔多斯天然碱厂纯碱生产车间
纯碱的生产
两种著名的制碱技术(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法)
(2)联合制碱法(侯氏制碱法)总原理相同:两种著名的制碱技术原料来源和副产物不同氨碱法制纯碱原理(索尔维法)优点:不足:请分析氨碱法的优点?
有不足之处吗? 侯得榜在纯碱的生产过程中
哪些物质得到了循环使用? 在纯碱的生产过程中NaCl是否被充分利用?
作 业上网查阅资料:1、我国纯碱生产现状。2 、现阶段氯化钙的新用途。化工生产过程中的基本问题
教学目标
知识与技能:
以硫酸工业为例,了解化工生产中的一些基本问题。
知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。
过程与方法:
了解从理论研究成果到现实生产的过程。
学会将所学的知识应用于实际的方法。
情感态度与价值观:
树立合理利用自然资源、节约能源的观点。
培养既会独立思考,又能与人合作的能力。
教学重点
化工生产过程中的基本问题;工业制硫酸的生产原理;平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用
教学难点
化工生产过程中的基本问题;工业制硫酸的生产原理
教学方法
讨论探究 多媒体
课时安排
2课时
教学过程
[课程引入]一个生产工艺的实现,涉及许多问题。如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。本节课我们就以硫酸工业为例,了解化工生产中的一些基本问题。
[投影]硫酸可以用来制化肥,如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前,除去金属表面的氧化物膜,可以制取许多有实用价值的硫酸盐,如硫酸铜、硫酸亚铁等,还可用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,实验室中常用作干燥剂。
[设疑]硫酸有那么多用途,工业上是如何生产的呢?请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识,讨论生产硫酸的原理。
[学生讨论并归纳]生产H2SO4 的主要化学过程可以分为SO2 的生成和SO2转化为SO3两个阶段。
[提问]如果以硫磺为原料制硫酸,你能试着用方程式表示制硫酸的反应原理吗?
[交流讨论并归纳板书]
一.依据化学反应原理确定生产过程:
以硫为原料制备SO2
S(s)+O2(g)﹦ SO2(g) (放热反应)
利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (放热反应)
三氧化硫转化为硫酸
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) (放热反应)
按照上述反应原理,工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。
[讲述]知道了生产硫酸的原理,那我们就一起学习生产中原料的选择。
[板书]二.生产中的原料选择
[设疑]为什么不主张用黄铁矿作为原料,而要选择硫磺?
[讨论归纳]由于生产过程中产生的废弃物太多,处理成本高,所以选择硫磺、空气和水作为生产硫酸的原料。
[投影]硫酸生产的主要设备
[讲述]在实验室化学反应是在一定条件下进行的,所用仪器比较简单,自动化程度不高,而在我们的工业生产中需要根据实际情况来选择合适的反应条件。现在同学们根据反应原理,阅读教材P6-7思考与交流,然后归纳该生产过程的适宜条件。
[阅读讨论] 1.从表1-1和表1-2可以看出,温度越低、压强越大,越有利于SO2的生成,但压强的影响不是很大。2.思路:低温时有利于SO2的转化,但考虑催化剂活性,温度不能太低。高压有利于SO2的转化,但试验表明增大压强,SO2的转化率提高并不大,而且考虑设备、成本和能源消耗问题,压强不应很高,可以考虑常压。而反应过程中二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气,所以应该有充足的空气(对此问题学生可能会有不同的回答,教师可引导学生讨论,最后给出实际结果)
[讲述板书]三.生产中反应条件的控制
硫酸生产中的适宜条件:
(1)低温(400~500℃)
(2)常压
(3)适当过量的空气
[设疑]当一个化学反应完成后,我们还应该注意什么问题?
[学生]要注意保护环境,处理反应中产生的废弃物。
[讲述]很好,现在我们一起来处理该反应产生的三废。首先是尾气处理,应该怎么吸收反应所产生的二氧化硫?
[分析并板书]四.生产中的三废处理:
1.尾气吸收:
2.污水处理:用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和酸性废液。Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。
3.废渣处理:分离后循环利用,剩下的作铺路用的沥青或用于制砖。
[讲述]我们应该注意的是还可以充分利用反应中产生的能量。硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在实际的化工厂生产过程中我们还应该充分考虑其他各方面的因素,如厂址选择、交通、人力等因素。
课堂小结
1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
硫酸工业生产的三个适宜条件:
2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法:
课后作业:
教材P21
课外拓展:
一.酸雨
(1) 酸雨的定义
一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨.酸雨的pH值一般少于5.6.
(2) 酸雨的危害
对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.破坏土壤、植被、森林.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.
(3) 酸雨的治理
二氧化硫污染大气的罪魁——煤,平均含硫量约为2.5%-3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染,一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿(FeS2)的形态存在;这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物,这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。
?二.硫酸厂选址的因素
(1)?????? 化工厂选址的因素
一般来说,现代化工生产要求有较大的生产规模。化工厂厂址选择是很复杂的问题,涉及原料、水源、能源、土地供应、交通运输、环境保护和市场需求等诸多因素,应对这些因素综合考虑,权衡利弊,才能作出合理的选择。
化工厂厂址选择一般应考虑下列因素:①是否有市场需求;②是否接近原料供应地;③土地供应是否充足;④水源是否充足;⑤能源是否充足且廉价;⑥交通运输是否方便;⑦能否达到环境保护要求。
上述这些因素必须在遵循科学原则的基础上,着重考虑综合经济效益,即要求最大限度地提高劳动生产率,降低成本,保护生态环境。
(2)?????? 硫酸厂选址的因素
由于硫酸是腐蚀性液体,不便贮存和运输,因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区,工厂规模的大小,主要由硫酸用量的多少决定;硫酸厂厂址应远离水源和河流的上游,以免工厂的污水污染水源;也不要设置在城镇和居民区盛行风向的上风地带,以免工厂排放的大量烟尘和有害气体污染城镇的水源和大气等。
三.废热利用
硫酸工业三个生产阶段的反应都是放热反应,应当充分利用放出的热量,减少能耗。
第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热,通常在沸腾炉处设废热锅炉,产生的过热蒸汽可用于发电,产生的电能再供应硫酸生产使用(如矿石粉碎、运输,气流、液流等动力用电)。
第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气,生产设备叫热交换器,原料气又将三氧化硫降温,再送入吸收塔。

化工生产过程中的基本问题
决定化学反应速率的主要因素是
A、反应物的浓度 B、反应温度
C、使用催化剂 D、反应物质的性质
2.下列说法中正确的是
A.化学反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,正、逆反应都不再进行。
B.化学反应达到平衡状态时,因为正反应和逆反应都不再进行反应,所以平衡混和物中各组分的百分含量保持一定。
C.化学反应达到平衡状态时,反应物与生成物的的浓度相等,平衡混和物中各组分的百分含量相等。
D.化学反应达到平衡状态时,V正=V逆,平衡混和物中各组分的百分含量保持不变。
3.在高温下,反应2HBr(气)H2(气)+Br2(气)-Q达化学平衡时,要使混合气体的颜色加深,可采取的方法是                                        A.减小压强    B.缩小体积  C.升高温度    D.增大氢气的物质的量浓度
4.在密闭容器中可逆反应aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气)达化学平衡时,若升高温度或降低压强,都会使C的物质的量增大,则下列各组关系正确的是                    A.a+bc+d,正反应吸热 
C.a+b5.对于任何一个平衡体系,采取下列措施后,一定会使平衡移动的是            A.加入一种反应物  B.对平衡体系加压  C.升高温度     D.使用催化剂
6.下列事实中,不能用勒沙特列原理来解释的是                    A.加入催化剂有利于氨氧化反应  B.使氢硫酸中加碱有利于S2-离子增多  C.500℃左右比室温更有利于合成氨反应  D.高压条件有利于合成氨反应
7.对于可逆反应 2SO2 + O2 3SO3 ,下列说法中正确的是
A.达到平衡时,反应物和生成物的浓度一定相等
B.达到平衡时,反应物和生成物的浓度保持一定
C.加入催化剂V2O5,可以缩短达到平衡的时间
D.反应达到平衡后,该平衡不随外界条件变化而改变
8.反应A (气) + 2B (气) 2C (气)(放热反应),达平衡后,将反应混合物的温度降低,下列叙述中正确的是
A.正反应速率加快,逆反应速率变慢,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变慢,逆反应速率加快,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率均加快,平衡不移动
D.正反应速率和逆反应速率均变慢,平衡向正反应方向移动
9.氙气和氟气按一定比例混合,在一定条件下可直接反应并达到如下平衡:
Xe(气)+ 2F2 (气) XeF4 (气) + 218 kJ
下列变化既能加快该反应速率,又能使该平衡向正反应方向移动的是
A.升温
B.加压
C.减压
D.适当降温
10.反应 FeCl3 + 3NH4SCN Fe (SCN)3 + 3NH4Cl达平衡后,可使其颜色变深的措施是
A.滴入少量饱和FeCl3 溶液
B.加入少量KCl晶体
C.滴入少量较浓NH4SCN溶液
D.加入NH4Cl晶体
11.下列已达平衡状态的各反应体系,若再增大压强或升高温度时,都能使平衡向正反应方向移动的是
A.CaO (固) + CO2 (气) CaCO3 (固) (吸热反应)
B.Cl2 (固) + CO (气) COCl2 (气) (放热反应)
C.2NH3 (气) N2 (气) + 3H2 (气) (吸热反应)
D.N2 (气) + O2 (气) 2NO (气) (放热反应)
12.A + B (s) C的反应达平衡时,若增大压强,B的转化率增大,则A和C的状态是
A.A为气态,C为固态
B.A为固态,C为气态
C.A为气态,C为气态
D.A为固态,C为固态
13.密闭容器中发生H2 (气) + I2 (气) 2HI (气) (放热反应),能使混合物颜色加深的是
A.升高温度
B.增大氢气浓度
C.添加少量催化剂
D.增大压强
14.在可逆反应2SO2 (气) + O2 (气) 2SO3 (放热反应)中,要使SO2的转化率和反应速率都增大,所采取的措施是
A.升高温度
B.降低压强
C.增大压强
D.通入足量的纯氧
15.下列工业生产过程产生的气体不经处理直接排放,不会造成大气污染的是
(A)接触法制硫酸产生的尾气中所含的SO2
(B)燃烧石灰石产生的CO2
(C)氨氧化法制硝酸产生的尾气中所含的N0、N02
(D)炼钢产生的CO
16.工业上制硫酸时,下列措施不合理的是
(A)用98.3%的浓H2SO4代替水吸收SO3 (B)将尾气直接放空
(C)将矿石粉碎成很细的颗粒 (D)接触室内安装热交换器
17.下列气体对大气有污染,且既不能用碱液吸收,又不能用酸液吸收的是
(A)CO (B)NO2 (C)SO2 (D)H2S
18.检验雨水是否酸化可用下列何种试剂
(A)石蕊试液 (B)酚酞试液 (C)PH试纸 (D)NaOH溶液
19.工业上SO2转化为SO3时使用V2O5的目的是
(A)扩大反应的接触面 (B)使平衡向正反应发现移动
(C)缩短达到平衡所需要的时间 (D)提高二氧化硫的转化率
20.硫酸工业中,常用浓硫酸吸收三氧化硫,而不用水来吸收的原因是
(A)三氧化硫溶于浓硫酸,不宜溶于水
(B)用浓硫酸吸收三氧化硫速率虽慢,但损失三氧化硫少
(C)用水吸收易形成酸雾,吸收速率慢
(D)用水吸收得到的不是纯硫酸
21.下列关于硫酸工业综合经济效益的讨论中,叙述错误的是
(A)充分利用三个反应放出的热能,来降低生产成本
(B)为了防止尾气的污染,用氨水吸收尾气
(C)硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区,远离硫酸消费中心
(D)生产过程中含有少量硫酸的污水,可用石灰乳中和处理
22. 10gSO3溶解于90gH2O中,所得溶液中溶质的质量分数为
(A)10% (B)12.25% (C)14.0% (D)78.4%
23.煅烧黄铁矿损失χ%的硫,则FeS2的损失率与硫的损失率相比为
(A)大于χ% (B)小于χ% (C)等于χ% (D)不能确定
二、填空题:
24.接触法制硫酸的工业生产主要分为三步:第一步是_________,其中发生的主要反应式是_____________________ ;第二步制备硫酸酐的设备是________ ,发生的主要化学反应方程式是: _ __________; 但在第一步与第二步之间,原料气还必须经过________ ,__________ 等处理才能继续反应,否则易使____________________ ;第三步用浓硫酸而不用水吸收的主要原因是______________________ ________ 。
最后的尾气中所含污染空气的主要有害物质是________________ 。
25.硫酸最古老的生产方法是:把绿矾(FeSO4·7H2O)装入容器中加强热,绿矾发生分解,放出二氧化硫和三氧化硫,其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝,便可得到硫酸。古代称硫酸为“绿矾油”就是采用了这种方法的缘故。上述变化过程可用两个化学方程式表示:
(1)___________________________ ;
(2)___________________________ 。
*26. 制造硫酸过程中,进入接触室的气体体积组成是:SO27%,O211%,N282%。现有100体积的这种混合气体在接触室里反应,一段时间后总体积变为96.7体积。求反应后混合气体中N2和O2的体积比是多少?
*27.工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图;反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为(N2、O2不与I2反应):SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI
(1)混合气体进入反应管后,量气管内增加的水的体积等于 的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后,没有及时停止通气,则测得的SO2含量 (选填:偏高,偏低,不受影响)。
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用 代替(填写物质名称)。
(4)若碘溶液体积为VamL.,浓度为Cmol·L-1,N2与O2的体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为: 。
(5)将上述装置改为简易实验装置,除导管外,还需选用的仪器为. (选填下列编号)。烧杯 b.试管 c.广口瓶 d.容量瓶 e.量筒 f.单孔塞 g.双孔塞
化工生产过程中的基本问题同步练习答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
B
BC
A
C
AC
BC
D
B
AC
A
A
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
AD
CD
B
B
A
C
C
C
C
B
C
25(1)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O (2)SO3+H2O=H2SO4
27.(1)N2、O2的体积
(2)偏低
(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水
(4)VSO2%=22.4CVa/(22.4CVa+Vb)×100%(其它合理答案也给分)
(5)bceg或beg或ceg

课题2 人工固氮技术-------合成氨
教学目标
1. 使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。
2.了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
3.介绍合成氨,体现化工生产的过程,体现实验室研究与实际生产之间转化过程。
教学过程:
一、氮的固定
1、定义:氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。
2、方法:氨的固定主要方法有:
(1)人工合成氨:化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。
(2)根瘤菌,生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。
3、工业应用: 模拟生物的功能,把生物的功能原理用于化学工业生产,借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。
二、合成氨的反应原理
【实验】分析P11的实验,结合有关物质的物理、化学性质总结试管口处湿润的PH试纸的变化,推测有关反应。
【师生】1、加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氨气的混合气体,可以看到湿润的PH试纸变蓝色
2.用氢气和氨气合成氨的反应式是
N2+3H22NH3 ,属放热反应。
3、工业上,采用以铁为主的催化剂,在400~500℃和10Mpa~30 Mpa的条件下合成氨。
【阅读】P12科学史话,结合已学化学平衡知识分析下面的问题
(1)合成氨中,催化剂的主要作用是什么?
答案:成千上万倍地加快化学反应速率,缩短达平衡的时间,提高日产量。
(2)合成氨的适宜条件是什么?
答案:以铁为主的催化剂,在400~500℃和10Mpa~30 Mpa的条件
(3)选择适宜生产条件的原则是什么?
提示:有较高的反应速率和平衡转化率,能最大限度地提高利润。
(4)合成氨生产时,为什么不采用尽可能高的压强?通常采用10MPa~300MPa 的压强?
提示:会增大设备的动力要求,增大成本。
(5)合成氨的反应为放热反应,降低温度会使平衡向右移动,但为什么温度要保持在400~500℃左右?
答案:合成氨的反应为放热反应,降低温度促使平衡向有移动,有利于、转化为;但降温必然减缓了反应速率,影响单位时间产率。生产中将二者综合考虑,既要保证、的转化率,又要保证较快的反应速率,只能选择适中的温度400~500℃左右。应注意该温度为催化剂活化温度,低于此温度,催化剂不起作用。
(6)在高温高压下,为什么还要使用催化剂?
提示:催化剂是影响反应速率的几个因素中,对反应速率影响程度最大的。
【师】应注意催化剂的如下特点:
①选择性:不同的反应选择不同的催化剂,如合成氨选择了铁触媒。每种催化剂都是对特定的反应有催化作用,并非能改变任何化学反应的速率。
②灵敏性:催化剂中混入杂质,常常会失去催化作用,称催化剂“中毒”,因此反应气体进入反应器前必须净化。
③催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用,如铁触媒活化温度为400~500℃,因此该温度为合成氨的适宜温度。
三、合成氨的基本生产过程
1、合成氨三个主要步骤是
(1)造气 制备合成氨的原料气 ;
(2)净化 原料气的净化处理;
(3)合成 将原料气进行化学合成为氨。
2. 制备合成氨的原料气
(1)制取N2:物理方法为将空气液化,蒸发分离出氧气。化学方法为碳在空气中燃烧,O2充分反应后除去CO2制取氮气。
(2)制取H2:
①用水蒸气和焦碳高温反应制得,主要反应 , 。
②也可用石油、天然气、焦炉气、炼厂气等所含有的大量的碳氢化合物与水蒸汽在催化剂作用下制备。
以甲烷为例写出其主要反应 : ,

3. 原料气净化处理
(1)原料气净化的原因:除去某些杂质,防止使合成氨所用的催化剂中毒。
(2)用稀氨水吸收H2S杂质 :

(3)使CO变成CO2 :

(4)用K2CO3吸收CO2 :
(5)最后,原料气还需进行精制处理,如用醋酸、铜和氨配制成的溶液来吸收CO、CO2 、
O2、H2S等少量有害气体。
4. 氨的合成与分离
(1)氨的合成:将净化的原料气加压送进合成塔,在适宜条件下充分反应制取氨。
(2)从合成塔出来的混合气体,其中氨气占总体积的15%,要把混合气体通过冷凝器使氨液化,再导入液氨贮罐。
【思考】合成氨是一个可逆反应,所以在生产中要把生成的氨及时从混合气体中分离出来,并且不断地向循环气中补充氮、氢气,这是为什么?
答案:这样能减小平衡状态下混合物中生成物的浓度,又能增大反应物的浓度,有利于平衡向生成氨的方向移动,以提高氨的产量.
四、合成氨工业的发展
1.原料及原料气的净化
原料气之一的氮气来自空气,目前氢气主要通过不同的固态(煤和焦炭)、液态(石油提炼后的石脑油、重油)、气态(天然气、焦炉气)可燃物为原料。
2.催化剂的改进
多年来一直用磁铁矿催化剂,目前有采用钌为基础活性物质的新型催化剂。
3.环境保护
(1)废渣:可用作建材和肥料的原料。
(2)废气:主要是H2S和CO2 等有害气体,对H2S的处理,可用直接氧化法(选择性催化氧化)、 循环法(用溶剂吸收浓缩),CO2也可用来生产尿素和碳铵等。
(3)废液:主要是含氰化物和含氨的污水,处理含氰化物主要用有生化、加压水解、氧化分解、 化学沉淀、反吹回炉等方法。处理氨废水可用蒸馏的方法回收,也可用离子交换法治理。

课题2 人工固氮技术-------合成氨
1对于可逆反应 H<0,下列说法正确的是( )
A.达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等
B.达到平衡后加入氨气,重新达到平衡时,氨气的浓度比原平衡时减小
C.达到平衡时,升高温度加快了吸热反应的速率,降低了放热反应的速率,所以反应向逆反应的速率移动
D.加入催化剂可以缩短到达平衡的时间,这是因为加快了正反应的速率,而减慢了逆反应的速率
2关于氨的合成工业的下列说法正确的是 ( )
A.从合成塔出来的气体,其中氨气一般占15%,所以生产氨的工业的效率都很低
B.由于NH3易液化,N2、H2可循环使用,则总的说来氨的产率很高
C.合成氨工业的反应温度控制在400~500 ℃左右,目的是使平衡向正反应方向进行
D.合成氨工业采用10 MPa ~ 30MPa ,是因该条件下催化剂的活性最好
3.在合成氨工业中,为增加氨的日产量,下列变化过程中不能使平衡向右移动的是( )
A. 不断将氨分离出来 B.使用催化剂
C. 采用500C左右的温度 D. 采用10~30MPa的压强
4.合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得,其中一步的反应为:
CO+H2O(g) CO2+H2(正反应放热),下列措施中,能提高CO转化率的是( )
A.增大压强 B.降低温度
C.增大水蒸气浓度 D.增大CO浓度
5.在合成氨时,可以提高H2转化率的措施是 ( )
A.延长反应时间 B.充入过量H2
C.充入过量N2 D.升高温度6、下列有关合成氨工业的途述,可用勒沙特列原理来解释的是( )
A、使用铁触媒,使N2和H2混合气体有利于合成氨
B、高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C、5000C左右比室温更有利于合成氨的反应
D、合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率
7、(正反应为吸热反应),为了有利于Z的生成,应采用的反应条件是 ( )
A、高温高压 B、高温低压 C、低温高压 D、低温高压
8.在3H2 + N2 2NH3反应中,使用催化剂的理由是( )。
A.使平衡向正反应方向移动 B.没有催化剂该反应不能发生
C.使化学反应速率增大 D.遏止逆反应的发生
9.工业合成氨的反应是在500℃左右进行,主要原因是( )
A.500℃时反应速率最快
B.500℃时 的平衡浓度最大
C.500℃时 的转化率最高 D.500℃时催化剂能发挥最大效力
10、对于可逆反应下列说法正确的是( )
A.达平衡时反应物和生成物的浓度都相等
B.达平衡后加入,当重新达到平衡时,的平衡浓度比原平衡时增大,的浓度比原平衡时减少(反应前后体积不变)。
C.达到平衡时,升高温度,加快了吸热反应速率,降低了放热反应速率,所以平衡向逆反应方向移动。
D.达平衡后加入,当重新达到平衡时,在混合气中体积分数增大。
11. 合成氨厂所需可由煤与水反应制得,其中有一步反应为
,欲提高转化率可采用的方法是( )
①降低温度;②增大压强;③使用催化剂;④增大浓度;⑤增大水蒸气浓度
A.①②③ B.④⑤ C.①⑤   D.⑤
12. 在总压强为3×105帕下,将氮、氢混和气体通入合成塔,反应达平衡时,按的体积百分含量为20%,平衡时压强为( )
A、1×107帕 B、2.5×107帕 C、5×107帕 D、10×107帕
13. 某温度时,在一体积为2L的密闭容器中,通入112和24此时容器内压强为p大气压。在该温度和催化剂作用下,H2和N2反应达到平衡,测得平衡时压强为0.95p大气压,下列说法不正确的是( )
A.平衡时,N2物质的量是3.6 mol
B.平衡时,H2的物质的量是10.8mol
C.平衡时,N2的转化率10%
D.NH3的体积百分含量是10%

第一单元 走进化学工业 课题3 纯碱的生产
教学目的:
1.了解我国纯碱工业的现状,掌握相关的化学原理;
2.结合侯氏制碱法,对学生进行爱国主义教育;
3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。
教学重点、难点:掌握与纯碱工业相关的化学原理;
探究建议:
1、实验:用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠,对产品进行检验;
2、查阅资料:侯德榜制碱法。
课时划分:一课时
教学过程:
[课堂练习]
1、盛放NaOH溶液的试剂瓶口部,时间长了会有白色固体附着,这固体的成分是 B
A.NaOH B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.Na2CO3·10H2O
2.下列实验中,没有白色沉淀或晶体析出的是CD
A.饱和石灰水中加入少量NaOH固体 B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2
C.氯化钙溶液中通入少量CO2 D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液
3.下列关于NaHCO3的叙述,不正确的是AD
A.它是一种白色粉末,溶解度大于Na2CO3
B.加热至200℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由NaHCO3制取纯碱
C.与Na2CO3相似,当质量相同,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO3可得到较多的二氧化碳
D.其分子为NaHCO3·10H2O在空气中会风化
4.下列物质中,可用于治疗胃酸过多的是A
A.碳酸钠 B.氢氧化钠 C.氧化钠 D.碳酸钡
5.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的说法正确的是C
A.分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打
B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小
苏打
D.先将两样品配成溶液,分别加入石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
6.某学生拟用溶液吸收气体,制备溶液,为了防止通入的 气
体过量生成,他设计了如下的实验步骤:
(用25mL溶液吸收过量的气体,至气体不再溶解;
(小心煮沸溶液1~2分钟;
(在(得到的溶液中加入25mL相同的 溶液,使溶液充分混合。
按他的设计,第(步实验装置如下图:
A B C
(1)他能否制得较纯净的 ,理由是
(2)装置A使用的试剂是石灰石和稀盐酸,可否用纯碱代替石灰石 原因是
(3)装置B使用的试剂是 作用是
(4)有人认为实验步骤②③的顺序对调,即先混合,再煮沸,更合理,你认为对吗?为什么?_________________________________________________。
答案:(1)能 理由是:实验①生成,其中溶解的气体煮沸时除去,在实验③恰好被NaOH中和完全,转化生成(2)不能 原因是:实验中使用的气体发生器,只适用于块状固体和液体反应,是粉末状固体,反应过于剧烈(3)饱和溶液 除去中的HCl气体(4)不合理若不先驱除溶液中溶解的气体,实验③加入NaOH将有一部分消耗于与气体的反应,使不能完全转化为
7.化学活动课上,三组学生分别用图示甲、乙两装置探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”,按表中的试剂用量,在相同条件下,将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。
请回答:
⑴ 各组反应开始时,____装置中的气球体积先变大,该装置中反应的离子方程
式是________________________________________。
⑵ 当试管中不再有气体生成时,三组实验出现不同现象,填写下表的空格。
组数
试剂用量
实验现象
(气球体积变化)
分析原因

0.42 g NaHCO3
0.53g Na2CO3
3mL 4 mol·L-1盐酸
甲中气球与乙中
气球的体积相等
甲、乙盐酸均过量
n(NaHCO3)=n(Na2CO3)
ν甲(CO2)=ν乙(CO2)

0.3 g NaHCO3
0.3 g Na2CO3
3mL4 mol·L-1盐酸
甲中气球比乙中
气球的体积大

0.6 g NaHCO3
0.6 g Na2CO3
3mL2 mol·L-1盐酸
甲中气球比乙中
气球的体积大
片刻后,乙中气球
又缩小,甲中气球
的体积基本不变
(用离子方程式表示)
答案:⑴ 甲 HCO3-+H+=CO2 ↑+H2O ⑵ ②甲、乙盐酸均过量 n(NaHCO3) >n(Na2CO3) V甲(CO2)> V乙 (CO2) ③ 甲、乙盐酸均不足量 消耗的n(NaHCO3) >n(NaCO3) V甲(CO2) > V乙(CO2);CO2+ CO32-+H2O=2HCO3-
解析:⑵根据化学方程式计算可知第①组中NaHCO3和Na2CO3都已完全反应。对比第①组数据知第②组中盐酸一定过量,NaHCO3和Na2CO3一定完全反应,且NaHCO3产生的CO2比Na2CO3的多。第③组中,n(Na2CO3)=0.0057mol,n(NaHCO3)=0.0071mol,n(HCI)=0.006mol。把Na2CO3缓慢加入到盐酸中,在盐酸反应完以前,盐酸是过量的而Na2CO3是少量的。因此开始发生的反应是:
Na2CO3+2HCI =2NaCI+CO2↑+H2O,根据化学方程式,有:
Na2CO3 + 2HCI == 2NaCI + CO2↑+H2O
0.003mol 0.006mol 0.003mol
NaHCO3 + HCI == NaCI + CO2↑+H2O
0.006mol 0.006mol 0.006mol
说明Na2CO3、NaHCO3都过量,NaHCO3产生的CO2较Na2CO3的多。因为气体收集于气球中,乙中CO2又与过量的Na2CO3溶液反应。
8、根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30℃~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g / 100 g水)表
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
100℃
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
39.8
NH4HCO3
11.9
15.8
21.0
27.0
-①



NaHCO3
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4

NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.3
77.3
①>35℃NH4HCO3会有分解
请回答:
(1)反应温度控制在30℃~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。
(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。
(3)过滤所得的母液中含有 (以化学式表示),需加入 ,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1滴~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol / L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示+H+=反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1滴~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=
答案:(1)NH4HCO3分解; 反应速率降低; 水浴加热 (2)使反应充分进行; NaHCO3的溶解度最小; NaCl、NH4Cl、NH4HCO3 (3)NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3; HCl (4)
侯氏制碱法
碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠,但仍不能满足工业生产的需要。
  1862年,比利时人索尔维(Ernest Solvay 1838—1922)发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。此后,英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂,并组织了索尔维公会,对会员以外的国家实行技术封锁。
  第一次世界大战期间,欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的,一时间,纯碱非常缺乏,一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年,爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断,生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。
  1920年,侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上,终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年,中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内,而且远销日本和东南亚。
  针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低,制碱成本高,废液、废渣污染环境和难以处理等不足,侯德榜先生经过上千次试验,在1943年研究成功了联合制碱法。这种方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本。联合制碱法很快为世界所采用。
  由于侯德榜对制碱技术做出了重大贡献,所以人们把他所发明的联合制碱法称做“侯氏制碱法”。他本人也荣获“中国工程学会化工贡献最大者奖”,并被聘为英国化学工业学会名誉会员,以及英国皇家学会和美国化学工程学会荣誉会员。
  侯德榜先生对英、法、德、美等国垄断技术十分愤慨,将自己多年来研究制碱技术的心得写成《纯碱制造》一书,于1933年在美国出版,将保密达70年之久的索尔维法公诸于世,为中外学者所钦佩。该书被誉为首创的制碱名著,为祖国争得了荣誉
附:“索尔维法”和“侯氏制碱法”
十九世纪六十年代,比利时人苏尔维,发明用氨、二氧化碳和食盐饱和液共同作用,制得碳酸氢钠。经分滤并煅烧分解,得到高纯度的碳酸钠,这就是有名的氨碱法,又称为苏尔维法。氨碱法产出的碳酸钠的质量,比天然碱和路布兰法产的碱都好得多,因此,人们把它叫作“纯碱”。
苏尔维法比过去的路布兰法有明显的优点。但是,它对原料氯化钠的利用率却比较低(仅28%左右),氯化钠中的氯完全没有被利用,全变为废物氯化钙无法处理,占用土地,污染环境。我国著名的化学家侯德榜,1938年发明了“联合制碱法”,较好地解决了这个问题。它是联合氨碱法与合成氨法,同时制造纯碱和氯化氨的方法。它以食盐和二氧化碳(合成氨工业的副产品)为原料,将氨与二氧化碳先后通人饱和的食盐溶液中,生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、煅烧等工序而得产品纯碱。在滤液中,再通入氨,并加食盐,将它所含的氯化氨析出,经过滤、干燥,就得到氯化铵。采用这种方法,盐的饱和溶液可循环使用。同氨碱法比较,它的优点是能充分利用食盐中的钠和氯,避免产生大量的氯化钙的废液和废渣,并可节省一些设备。

课题3 纯碱的生产
1.能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3的两种白色固体的方法是 ( )
A. 分别加入到水中,观察其溶解速率
B. 分别加入到盐酸中,观察有无气体生成
C. 分别取少量加入到石灰水中,观察有无沉淀生成
D. 称量后分别放到试管里加热,冷却后称量,比较其加热前后有无质量变化
答案:D
2.有五种不纯的Na2CO3样品,分别含有下列杂质,而杂质的质量分数相同。取等质量的这五种不纯的Na2CO3样品,跟同种浓度盐酸分别反应,消耗盐酸最多的是 ( )
A. NaHCO3 B. K2CO3 C. NH4HCO3 D. NaOH
答案:D
3.下列关于NaHCO3的叙述,不正确的是 ( )
A.它是一种白色粉末,溶解度大于Na2CO3
B.加热至200℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由NaHCO3制取纯碱
C.与Na2CO3相似,当质量相同,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO3可得到较多的二氧化碳
D.其分子为NaHCO3·10H2O在空气中会风化
答案:AD
4.要除去硫酸钠里混有少量的碳酸钠,应加入的物质是 ( )
A.氯化钡溶液 B.稀硫酸 C.石灰水 D.氢氧化钠
答案:B
5.将下列固体物质放在空气中,逐渐变成溶液后又变成粉末的是( )
A.Na2CO3 B.KNO3 C.Na2CO3·10H2O D.NaOH
答案:D
6.氨碱法发明人索尔维的国家是 ( )
A.法国 C.德国 C.英国 D.比利时
答案:D
7.下列物质的化学式和俗名一致的是( )
A.氯化钠(NaCl、食盐) B.氢氧化钠(NaOH、纯碱)
C.碳酸钠(Na2CO3、苏打、烧碱) D.碳酸氢钠(NaHCO3、小苏打)
答案:AD
8、我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。“侯氏制碱法”中的碱是指下列的( )
A、NaOH B、K2CO3 C、Na2CO3 D、NaHCO3
答案:C
9、把9.3克小苏打和碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)组成的混合物溶于水,配制成100毫升溶液,测得其中钠离子的浓度为0.6mol/L,若将等质量的混合物加热到恒重,则加热后残留固体物质的质量为……( ) A、2.12g B、3.18g C、4.22g D、5.28g 答案:B
10、对 NaHCO3、Na2CO3、NaHSO4、Na2SO4来说,只能与盐酸反应、不能与NaOH溶液反应的是___________________________________;只能与NaOH溶液反应、不能与盐酸反应的是_______________________________;既能与盐酸反应、又能与NaOH溶液反应的是____________________________________;既不能与盐酸反应,又不能与NaOH溶液反应的是_____________________________________________________。
答案: Na2CO3、NaHSO4、NaHCO3、Na2SO4 (四种物质电离出的离子除Na+外,分别为
CO32—、H+和SO42—、HCO3—、SO42—)
11、(1)在常温下,向饱和Na2CO3的溶液中通入足量的CO2会有晶体析出,此晶体是NaHCO3。析出该晶体的原因是 ;
(2)在饱和的食盐水中先通入足量的氨,再通入足量的CO2,会有NaHCO3晶体析出,若在饱和的食盐水中先通入足量的CO2,再通入氨气,往往没有晶体析出,原因

答案:(1)是NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3小;
(2)是CO2溶解度小,溶液中的HCO3—的浓度小。
12.工业制纯碱时,第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应,获得碳酸氢钠结晶。它的反应原理可以用下面的方程式表示:
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl(饱和)==NaHCO3↓+NH4Cl
以上反应的总结果是放热反应。下面设计了一个实验,用最简单的实验装置模拟实验这一过程,获得碳酸钠结晶。可供选择的实验用品有:稀盐酸、稀硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰,以及中学化学实验常用仪器。实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)如下,图中玻璃容器旁自左至右分别用A、B、C……符号标明(请见题后说明)
(1)请写出在图上A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。
A:__________________,B:___________________,C:__________________,
D:__________________,E_____________________。
(2)利用在本题所提供的实验用品,如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶,而不是碳酸氢铵或食盐结晶?
答案:(1)CaCO3,并由漏斗加入稀盐酸 B:蒸馏水(或水) C:冰水(或冷水) D:被氯化钠饱和的浓氨水溶液 E:稀硫酸
(2)取少量产品放在试管中,在酒精灯上加热至不再有气体放出时,停止加热。试管中如有白色剩余物质,则得到的产品不是NH4HCO3。试管冷却后,向其中加入适量盐酸,反应激烈,冒大量气泡,最后剩余物全部溶解,说明得到的结晶是NaHCO3。如加入盐酸后,晶体全部溶解,但无气泡产生,则得到的结晶可能是食盐。
13.向100g8%的NaOH溶液中通入一定量的CO2,然后将溶液在低温下蒸干,所得固体的可能成分填入下表:




如果最后得到的固体质量为13.7g,则标准状况下通入的CO2的质量是多少?
答案:
NaOH
Na2CO3
Na2CO3
Na2CO3
NaHCO3
NaHCO3
CO2:6.6g
14.今有Na2CO3、NaHCO3、NaCl组成的混合物100g,加热到质量不再减少为止。剩余残渣为84.5g,将残渣溶于水,滴入足量的AgNO3溶液得到白色沉淀,加足量的稀硝酸后大部分沉淀消失,剩余沉淀为12.26g,试计算混合物中Na2CO3、NaHCO3、和NaCl的质量分数各是多少?
解:设NaHCO3的质量为X,Na2CO3的质量为Y
2NaHCO3 Na2CO3 +CO2 ↑+H2O(
168 62
X 100g-85.4g
列比例式 解之,X=42g
58.5 143.5
Y 12.26
解之,Y=5g
m(Na2CO3)=100-42-5=53g
由于混合物的总质量为100g,故混合物中Na2CO3、NaHCO3、和NaCl的质量分数分别为53%、42%、5%。