問題情報

単元アンモニアソーダ法
年度2012年度
問題番号化学Ⅰ-第3問-問7
配点4
計算問題×
難易度難しい

正解

⑤ 図1の製造過程において必要なCaCO3とNaClの物質量は等しい。

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解説

 アンモニアソーダ法(ソルベー法)は化学反応式が多く,複雑な工業的製法に見えますが,最初の炭酸水素ナトリウムNaHCO3を沈殿させる反応以外は,こことは別に学習する反応ばかりです。いい復習になりますので,すべてを書き出せるように練習しておきましょう。

   NaCl + H2O + NH3 + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl・・(1)
   2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2(炭酸水素ナトリウムの熱分解)・・(2)
   CaCO3 → CaO + CO2(炭酸カルシウムの熱分解)・・(3)
   CaO + H2O → Ca(OH)2(塩基性酸化物と水の反応)・・(4)
   Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O(弱塩基の遊離)・・(5)

 上の2つが,炭酸ナトリウムの製造の化学反応式です。下の3つは,材料である二酸化炭素CO2とアンモニアNH3の製造です。副生成物のNH4Clなどを無駄なく再利用しています。

 量的関係としては,全体を1つの化学反応式にまとめると,解きやすい問題が多いようです。(1)の化学反応式だけ両辺を2倍,その他の式はそのままで,辺々を足し合わせると,再利用した物質が消去され,スッキリした反応式になります。

   2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2・・(6)

① 化合物AはアンモニアNH3です。アンモニアは水によく溶け,水溶液は塩基性を示します。

② 化合物Bは二酸化炭素CO2です。二酸化炭素を石灰水に通じると白濁します。

③ (1)の変化です。溶解度の一番小さい炭酸水素ナトリウムNaHCO3が沈殿します。

④ (6)において,アンモニアNH3も塩化アンモニウムNH4Clも残りません。つまり,全体でみれば,消費もされず増えもしないということで,物質量の合計は変化しません。かたちを変えながら,再利用されているということです。

⑤ (6)において,CaCO3とNaClの係数が異なります。よって,必要なCaCO3とNaClの物質量が等しいというのは誤りです。

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問題アンモニアソーダ法の問題
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