侯德榜是我国著名的化学家,发明了侯氏制碱法,为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。工业上以半水煤气(主要成分是N2、H2、CO、CO2和H2O)、食盐等为原料制取纯碱的流程如图所示。
(1)流程中循环利用的物质有H2O和______。
(2)步骤Ⅰ中,在使用铜催化剂和加热条件下,半水煤气主要成分间发生反应实现了CO转化,化学方程式是______。
(3)实验室从混合气体中H2、N2、CO2分离出CO2的实验装置如图所示。广口瓶和分液漏斗中盛放的药品分别是______、______。
(4)除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质的方法是______。
(5)纯碱用途广泛。工业上可用废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2CO3,达到减少污染、节约资源的目的。反应过程中溶液组成变化如图所示。
①吸收初期(图中A点以前)反应的化学方程式为______。
②不断通人SO2,最终产物是______。
(1)CO2
(2)
(3)氢氧化钠溶液 稀硫酸
(4)加热至质量不再减少
(5) NaHSO3
【解析】(1)流程中循环利用的物质有H2O和CO2。(2)步骤I中,在使用铜催化剂和加热条件下,半水煤气中一氧化碳和水发生反应生成二氧化碳和氢气,实现了CO转化,化学方程式为。(3)要从混合气体H2、N2、CO2中分离出CO2,需要先用氢氧化钠吸收,使用的药品是氢氧化钠溶液,然后将二氧化碳释放出,使用的是稀硫酸,故广口瓶和分液漏斗中盛放的药品分别是氢氧化钠溶液、稀硫酸。(4)碳酸氢钠热稳定性差,故除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质可以采用加热的方法。(5)①吸收初期是碳酸钠、二氧化硫和水反应生成碳酸氢钠和亚硫酸钠,反应的化学方程式为。②不断通入SO2,亚硫酸钠和二氧化硫和水反应生成亚硫酸氢钠,故最终产物是亚硫酸氢钠。