Question

【題目】某�；瘜W(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究．

[查閱資料]

＜資料1＞該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)的化工產(chǎn)品為純堿（化學(xué)式為_____）和氯化銨．（“侯氏制堿法”是我國(guó)近代著名科學(xué)家侯德榜發(fā)明的一種連續(xù)生產(chǎn)純堿與氯化銨的聯(lián)合制堿工藝．）

＜資料2＞生產(chǎn)原料粗鹽中含有少量可溶性雜質(zhì)（MgCl2和CaCl2）及不溶性雜質(zhì)．

＜資料3＞部分生產(chǎn)流程如下圖所示．

上述流程中涉及的部分反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl2+2NaOH＝Mg（OH）2↓+2NaCl；Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl；NH4Cl═NH3↑+HCl↑

生產(chǎn)原理：將氨氣（NH3）和二氧化碳通入飽和食鹽水中得到小蘇打和氯化銨的混合物，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl（飽和溶液）+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3（晶體）↓+NH4Cl；分離出NaHCO3，使其充分受熱即可分解制得純堿及兩種常見(jiàn)的氧化物，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____．

（問(wèn)題討論）

（1）溶液A中的溶質(zhì)為_____，操作Ⅱ的名稱為_____．

（2）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是_____（填序號(hào)）．

ACO2BNH3C．HCl DNaOH ENa2CO3

（3）根據(jù)上述信息，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
_____	_____	_____

（含量測(cè)定）

同學(xué)們?yōu)榱藴y(cè)定該純堿樣品的純度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．

甲組：取10.0g純堿樣品（假定雜質(zhì)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生變化），向其中加入過(guò)量的鹽酸，直至樣品中無(wú)氣泡冒出．充分加熱蒸發(fā)所得物質(zhì)并干燥、冷卻至室溫后稱量，所得固體質(zhì)量為10.9g．樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____（結(jié)果保留一位小數(shù)）．

乙組：取10.0g純堿樣品，利用右圖所示裝置，測(cè)出反應(yīng)后裝置C增重了3.5g（所加試劑均足量）．

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)乙組測(cè)定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，其原因是_____．

Answer 1

【答案】Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ NaCl、NaOH、Na2CO3 過(guò)濾 ABC 取少量樣品中的一種放入試管中，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，導(dǎo)管的另一端伸入澄清的石灰水中；加熱固體并觀察現(xiàn)象． 產(chǎn)生無(wú)色氣泡，澄清的石灰水變渾濁 該樣品是碳酸氫鈉；另一種是碳酸鈉 86.7% 生成的二氧化碳?xì)怏w沒(méi)有被C中的堿石灰完全吸收

【解析】

[查閱資料]＜資料1＞純堿是碳酸鈉的俗名，它由鈉離子和碳酸根離子構(gòu)成，鈉的化合價(jià)為+1，碳酸根的化合價(jià)為﹣2，根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，以及正價(jià)在前，負(fù)價(jià)在后的原則，化學(xué)式為Na2CO3；

＜資料3＞根據(jù)信息“分離出NaHCO3，使其充分受熱即可分解制得純堿及兩種常見(jiàn)的氧化物”知，反應(yīng)物為碳酸氫鈉，條件是加熱，生成物除碳酸鈉外，還有兩種常見(jiàn)的氧化物，根據(jù)碳酸氫鈉的組成判斷應(yīng)是水和二氧化碳，故方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

[問(wèn)題討論]

（1）粗鹽中含有少量可溶性雜質(zhì)（MgCl2和CaCl2），氯化鎂能與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉；氯化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以A中的溶質(zhì)主要是氯化鈉，由于氫氧化鈉和碳酸鈉過(guò)量，溶液A中也有氫氧化鈉和碳酸鈉；過(guò)濾是把固體與液體分開的操作，操作Ⅱ將混合物分成了晶體與溶液，正是通過(guò)過(guò)濾操作；

（2）根據(jù)生產(chǎn)流程中涉及的方程式和流程圖，發(fā)現(xiàn)二氧化碳、氨氣、氯化氫為重復(fù)使用的物質(zhì)；

（3）碳酸鈉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，而二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，據(jù)此可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：將固體放在試管中加熱，并將試管口塞上裝有導(dǎo)管的單孔塞，將導(dǎo)管末端伸入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，固體為碳酸氫鈉，反之，為碳酸鈉；

[含量測(cè)定]

甲組：

解：設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x．

x＝8.67g

樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%＝86.7%

乙組：乙組測(cè)定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，其直接原因是C裝置增重少，可能原因是生成的二氧化碳?xì)怏w沒(méi)有被C中的堿石灰完全吸收。