解析:得草图需要了解的相关化学背景:
①乙炔在O₂里燃烧时,产生的氧炔焰的温度很高(3 000 ℃以上),可用来切割和焊接金属。
2C2H2+5O2=点燃=4CO2+2H2O (氧炔焰)
②侯氏制碱法又名联合制碱法:
第一步:氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,NH3+CO2+H2O=NH4HCO3。
第二步:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
总反应:NaCl + CO2 + H2O + NH3= NaHCO3 ↓ + NH4Cl
2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)
即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (不断添加原料达到溶液饱和才沉淀) ②2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑
根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。这是与索尔维制碱法(氨碱法)不同的地方。
优点 保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2 ,革除了 CaCO3 制 CO2 这一工序。
不足之处 联合制碱法也存在不足。较氨碱法而言,它的用氨量较大,在有些情况下不适用。(这句对比氨碱法的资料更易理解)
发明原理:侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行,也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。要制纯碱(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3,再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。(至于氨碱法,也是怕答案太长,想知道自己查)
③制乙炔,反应原理:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
④制氨三法原理有一定了解的基础上,现在用带NH4+的酸式盐,跟CAC2~CA(OH)2反应制氨,提示是等物质的量A、B与少量的水充分混合能恰好完全反应。不难整合出A:NH4HCO3。
⑤NH3~NO~NO2~HNO3的连续氧化水化
⑥CACO3=△=CAO+CO2↑,氧化钙(别名生石灰、石灰 )与水作用生成氢氧化钙(熟石灰,消石灰),并放出热量。CAO+H2O=CA(OH)2。CA(OH)2+CO2=caco3↓+H2O。
因为答题方面可以解释的地方实在有限,在此略过。
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题目中很明显的一些题眼:
(1)D燃烧时产生的氧炔焰常用来焊接或切割金属 可以得出D是C2H2(乙炔)
(2)乙炔的制备CaC2与水反应得到,所以B是CaC2
(3)CaC2制备乙炔的另一种产物,是Ca(OH)2,能跟Ca(OH)2产生气体的只有NH4+,而这个气体一定是NH3 ,所以得到C是NH3
(4)C+O2----F F+O2----G G+H2O---F+M 应该不用多说了
(5)E中含有Ca 那种含Ca的物质受热分解生成I,I是乙炔的燃烧产物
(6)后面的自己应该可以推导。
不给出太具体的答案,自己试着推导下。
D燃烧时产生的氧炔焰常用来焊接或切割金属,都说了是“氧炔焰”,当然D就是乙炔了。
这样也就知道了B是CaC2。
而碳化钙生成乙炔同时会生成Ca(OH)2,等物质的量A、B与少量的水充分混合能恰好完全反应,而A与Ca(OH)2生成的气体C遇到O2可以反应生成两种气体,推测C为NH3。进而知道F为NO,H为H2O,I为CO2。
再进一步知道G为NO2,M为HNO3。
而A必为NH4HCO3,E为CaCO3,J为CaO,K为Ca(OH)2。
①写出A与B反应的化学方程式。
②将I气体通入溶有饱和C气体的NaCl溶液,是侯氏制碱法的一步关键反应,写出该反应的化学方程式。
③写出下列反应的离子方程式:
A:在A溶液中加入M HCO3- + H+ = CO2↑ + H2O
B:在A溶液中加入过量氢氧化钠溶液 NH4+ + HCO3- + 2OH- = NH3·H2O + CO32- + H2O
C:已知四氧化三铁能溶于M溶液并产生气体F,写出离子反应 3Fe3O4 + 28H+ + NO3- = 9Fe3+ + NO↑ + 14H2O
由 D燃烧时产生的氧炔焰常用来焊接或切割金属,且为气态 可知,D为乙炔
CaC2与水反应生成C2H2,故B为CaC2
由 ②将I气体通入溶有饱和C气体的NaCl溶液,是侯氏制碱法的一步关键反应 可知,I为CO2,C为氨气NH3
由图D与O2反应生成H和I,故H为水H2O
由图C与O2反应可知F为NO,再与氧气反应,故G为NO2,再与水反应,,则M为HNO3
由E加热生成I和J,可以推测E为CaCO3,J为CaO,J与水反应,则K为Ca(OH)2,再由I和K反应生成E和H,以上推断成立
又A是酸式盐,故为NaHCO3
各种物质既已推出,方程式就可以写了
由 D燃烧时产生的氧炔焰常用来焊接或切割金属,且为气态 可知,D为乙炔
CaC2与水反应生成C2H2,故B为CaC2
由 ②将I气体通入溶有饱和C气体的NaCl溶液,是侯氏制碱法的一步关键反应 可知,I为CO2,C为氨气NH3
由图D与O2反应生成H和I,故H为水H2O
由图C与O2反应可知F为NO,再与氧气反应,故G为NO2,再与水反应,,则M为HNO3
由E加热生成I和J,可以推测E为CaCO3,J为CaO,J与水反应,则K为Ca(OH)2,再由I和K反应生成E和H,以上推断成立
又A是酸式盐,故为NH4HCO3,E为CaCO3,J为CaO,K为Ca(OH)2。
各种物质既已推出,方程式就可以写了
写出下列反应的离子方程式:
A:在A溶液中加入M HCO3- + H+ = CO2↑ + H2O
B:在A溶液中加入过量氢氧化钠溶液 NH4+ + HCO3- + 2OH- = NH3·H2O + CO32- + H2O
C:已知四氧化三铁能溶于M溶液并产生气体F,写出离子反应 3Fe3O4 + 28H+ + NO3- = 9Fe3+ + NO↑ + 14H2O
首先,需要弄清楚课本上的基本知识:
(1)酸式盐(无机化学盐类):
电离时生成的阳离子除金属离子外还有氢离子,阴离子为酸根离子的盐。
(2)常用来焊接或切割金属氧炔焰(有机化学烃类)
a.乙炔的制备
CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2
b.乙炔的燃烧
2CH≡CH+5O2→4CO2+2H2O
火焰温度3150 ℃
(3)侯氏制碱法
NaCl+H2O+CO2+NH3→NH4Cl+NaHCO3
第一步为将CO2通入到溶有饱和NH3的NaCl溶液中,得到碳酸氢钠和氯化铵。
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2
书本知识没学好的话,做这类题目基本是不可能的!
由以上知识可以得到:
D为乙炔C2H2,H和I只能是H2O和CO2。
根据乙炔的制备,及“B为某二价主族金属的化合物”得到B为CaC2
接着,根据
“②将I气体通入溶有饱和C气体的NaCl溶液,是侯氏制碱法的一步关键反应”
得到I为CO2,则H为H2O
现在已经知道了B,D,H,I
下面推断剩下的物质:
CaC2制备乙炔的另一种产物,是Ca(OH)2,
Ca(OH)2为碱性,碱性状态下能制备的气体只有NH3 ,所以得到C是NH3
(你可以对比一下CO2,Cl2等等气体的制备)
再根据“C、D、F、G、I在常温常压下均为气态”
就可以退出C为NH3了,C上面的那条线基本上就清晰了。
接下来还是书本知识:
(4)氨气的燃烧
4NH3+5O2→4NO+6H2O
(氨气的燃烧实际上需要根据O2的量来确认其生成物,此处自己去了解)
所以F为NO
(5)NO与氧气的反应
2NO+O2→2NO2
所以G为NO2
(6)NO2与H2O的反应
3NO2+H2O→2HNO3+NO
所以M为HNO3,也证明了F为NO
(4)(5)(6)属于氮元素的知识,应该属于必修2的知识
接下来还剩下最底下那条线了,还是回归到A与B的反应:
在这个反应中,生成物已经有C2H2,还有NH3
反应物中有CaC2,再结合A为酸式盐,基本上可以退出A是什么了
A一定含有以下结构:
NH4H,
所以A只可能是NH4HCO3,或者NH4HSO4
如是果是NH4HSO4的话,则E为CaSO4,
CaSO4的结构比较稳定,不会发生最底下的一连串反应,所以排除A为NH4HSO4
那么A就只可能是NH4HCO3,那么综合制取乙炔的反应,
CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2
可以得到E为CaCO3,
接下来是初中知识:
CaCO3加热分解,
CaO与水的反应
CO2通入到纯净石灰水中,不在缀叙。
综上即为本题目分析。
同学,好好学习课本知识!