Question

【題目】純堿(Na2CO3)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。

Ⅰ．以下是實(shí)驗(yàn)室模擬制堿原理制取Na2CO3的流程圖。

下表是四種物質(zhì)在100g水中不同溫度的溶解度

(1)粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。精制除雜的步驟順序是a→________→________→________→b(填字母編號(hào))。

a.粗鹽溶解，濾去沉渣 b．加入鹽酸調(diào)pH c．加入Ba(OH)2溶液

d．加入Na2CO3溶液 e．過(guò)濾

(2)向飽和食鹽水中先通入_______，后通入________，生成固體A的化學(xué)方程式為____

Ⅱ．制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測(cè)定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某探究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

方案一：把6g樣品溶解后加入過(guò)量的CaCl2溶液，將所得沉淀過(guò)濾、洗滌、烘干后得到5g固體。

(3)洗滌沉淀的具體操作是_____________________________。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

方案二：利用下圖所示裝置來(lái)測(cè)定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(鐵架臺(tái)、鐵夾等在圖中均已略去)。

已知：堿石灰為氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。

(5)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)進(jìn)行的操作是______________________________。

(6)儀器a的名稱為___________________，裝置A中試劑X應(yīng)選用_________________。

(7)裝置E的作用是_________________________________。

Answer 1

【答案】c d e NH3 CO2 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl 加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次 88.3% 檢查裝置氣密性 分液漏斗 NaOH溶液 吸收空氣中的水蒸氣和CO2

【解析】

Ⅰ．（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分別與Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，過(guò)量的Na2CO3溶液能除去過(guò)量的Ba（OH）2溶液，然后可再通過(guò)過(guò)濾除去沉淀，鹽酸能除去過(guò)量的Na2CO3溶液，據(jù)以上分析解答。

(2) NH3易溶于水，溶液顯堿性，有利于吸收溶解度不大的CO2；氨氣、二氧化碳、氯化鈉和水共同作用生成氯化銨和碳酸氫鈉，據(jù)此寫(xiě)出方程式；

Ⅱ．方案一：固液分離開(kāi)后，洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒緩慢地向過(guò)濾器中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀物，使水自然流下，重復(fù)操作2-3次；
因?yàn)槁然�鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，所以根據(jù)n(CaCO3)=n(CO32-) =n(Na2CO3)關(guān)系可以計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

方案二：本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,用堿石灰來(lái)吸收二氧化碳,根據(jù)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來(lái)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)防止空氣中水和二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生的二氧化碳全部被堿石灰吸收；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要檢查裝置的氣密性；根據(jù)裝置的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>，分析鼓入空氣這一操作的目的和裝置A中堿液的作用；可以根據(jù)空氣中的成分來(lái)分析裝置E在整個(gè)裝置中所起到的作用。

Ⅰ．（1）（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分別與Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，過(guò)量的Na2CO3溶液能除去過(guò)量的Ba（OH）2溶液，然后可再通過(guò)過(guò)濾除去沉淀，鹽酸能除去過(guò)量的Na2CO3溶液；綜上分析可知精制除雜的步驟順序是a→c→d→e→b；

因此，本題正確答案是：c；d；e；

(2)NH3易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO2，所以向飽和食鹽水中先通入NH3，后通人CO2；反應(yīng)的方程式為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；
因此，本題正確答案是：NH3，CO2；NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。

Ⅱ．(3) 樣品溶解后加入過(guò)量的CaCl2溶液會(huì)生成碳酸鈣沉淀，分離固液混合物的方法為過(guò)濾，洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒緩慢地向過(guò)濾器中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀物，使水自然流下，重復(fù)操作2-3次；
綜上所述，本題答案是：加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次。

(4)碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，將所得沉淀過(guò)濾、洗滌、烘干后得到5g固體碳酸鈣，其物質(zhì)的量為0.05mol，則n(CaCO3)=n(CO32-)=n(Na2CO3)=0.05 mol，所以碳酸鈉的質(zhì)量為0.05×106=5.3g，純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3/6×100%=88.3%；

綜上所述，本題答案是：88.3%。

(5)進(jìn)行氣體的制備或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之前，都要檢查裝置氣密性，以防裝置漏氣，影響實(shí)驗(yàn)或帶來(lái)危險(xiǎn)；綜上所述，本題答案是：檢查裝置氣密性。

(6)儀器a為控制滴加液體的玻璃儀器，其名稱為分液漏斗；根據(jù)題意可以知道我們是通過(guò)測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量來(lái)測(cè)定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此在A中裝了堿性溶液來(lái)吸收空氣中的二氧化碳,故裝置A中試劑可選用NaOH溶液 ；

綜上所述，本題答案是：分液漏斗；NaOH溶液。

(7) 如果D裝置直接與外界空氣相連通,則空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)進(jìn)入D裝置而對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以裝置E的作用則是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置D中；

因此，本題正確答案是: 吸收空氣中的水蒸氣和CO2。