著名的“侯氏制碱法”第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳,该反应可表示为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl有关物质的溶解度数据如下(g/100g水):
NaCl NaHCO3 NH4Cl
10℃35.8 8.15 33.0
45℃37.0 14.0 50.0
现在45℃时,向434g饱和食盐水中通入适量氨气,再向其中通入二氧化碳后,按上述反应进行完全.试计算并回答下列问题(计算结果保留三位有效数字).
(1)反应完全后45℃时析出的晶体的化学式是______,并计算析出晶体的质量.
(2)过滤除去晶体后再降温至10℃,此时析出的晶体是(填化学式)______,计算所析出晶体的质量.
(1)45℃时,434g饱和食盐水中,NaCl的质量为434g×
=117g,n(NaCl)=37 137
=2mol,117g 58.5g/mol
则NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
1 1
2mol 2mol
n(NaHCO3)=2mol,
m(NaHCO3)=2mol×84g/mol=168g,
此时,溶液中水的质量为434g×
-2×18g=280g,100 137
溶解NaHCO3的质量为
×14≈39.0g,280 100
所以析出的质量为168g-39g=129g,
答:析出NaHCO3晶体的质量为129g;
(2)由(1)可知水的质量为280g,则过滤除去晶体后再降温至10℃,
溶解NaHCO3的质量为8.15g×
=22.8g,280 100
析出NaHCO3的质量为39.0-22.8=16.2g,
生成的NH4Cl质量为2mol×53.5g/mol=107g,
溶液溶解的NH4Cl质量为33.0g×
=92.4g,280 100
则析出的NH4Cl质量为107g-92.4g=14.6g,
所以析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3,总质量为16.2g+14.6g=30.8g,
答:析出的物质的为NH4Cl和NaHCO3,总质量为30.8g.