Question

【題目】碳酸鈉在輕工、建材、紡織、國防、醫(yī)藥等工業(yè)中有重要的應(yīng)用,我國化學(xué)家侯德榜創(chuàng)立了著名的“侯氏制堿法”，促進(jìn)了世界技術(shù)的發(fā)展。

（查閱資料）①生產(chǎn)原料粗鹽中含有少量可溶性雜質(zhì)(MgCl2 和 CaC12)及不溶性雜質(zhì)。

②氨氣極易溶于水，二氧化碳能溶于水。

③生產(chǎn)原理:NaCl + NH3 + CO2+ H2O = NaHCO3↓+ NH4C1，分離得晶體 A，并使其充分受熱，可分解制得純堿及兩種常見的氧化物。

④氯化銨分解的化學(xué)方程式是 NH4Cl===NH3↑+HCl↑。

⑤部分生產(chǎn)流程如下圖所示:

（問 題討論）

（1）溶液 A 中的溶質(zhì)為 ________，流程中加入適量鹽酸的作用是 ________。

（2）反應(yīng)（2）中為提高產(chǎn)率，所通入氣體的順序是 ________（填字母序號）．

A．先通入 CO2 再通入 NH3 B．先通入 NH3 再通入 CO2

（3）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是 ________（填序號）．

A．CO2 B．NH3 C．HCl D．NaOH E．Na2CO3

（組成確定）

（1）稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，多次充分加熱，稱重，質(zhì)量無變化；

（2）另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀 HNO3，再滴加 AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質(zhì) ________（寫化學(xué)式）．

（含量測定） 同學(xué)們?yōu)榱藴y定該純堿樣品的純度（假定只含一種上述雜質(zhì)），設(shè)計了如下三組實驗。甲組：取 12.0g 純堿樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出。將反應(yīng)所得溶液小心蒸發(fā)，并將所得物質(zhì)干燥、冷卻至室溫稱得固體質(zhì)量為 13.1g．樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

乙組：取 12.0g 純堿樣品，利用下圖所示裝置，測出反應(yīng)裝置 C 增重了 4.1g（所加試劑均足量,每一步都反應(yīng)完全）．實驗結(jié)束，發(fā)現(xiàn)乙組測定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，其原因是_________。

丙組：取 12.0g 的純堿樣品，完全溶于水，向其中加入過量的氯化鈣溶液，待完全沉淀過濾、 洗滌、烘干稱量固體質(zhì)量，從而計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。組內(nèi)同學(xué)提出意見，認(rèn)為如果將氯化鈣溶液換成氯化鋇溶液則更好，老師認(rèn)為有道理，原因是 ________。

Answer 1

【答案】NaCl、NaOH、Na2CO3； 將氫氧化鈉、碳酸鈉轉(zhuǎn)化成氯化鈉； B； ABCE； NaCl； 88.3%； 生成的二氧化碳?xì)怏w沒有被C中的燒堿完全吸收。 同質(zhì)量的碳酸鈉生成碳酸鋇的質(zhì)量遠(yuǎn)大于碳酸鈣，稱量誤差小。

【解析】

問題討論：（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量，溶液A中也有氫氧化鈉和碳酸鈉；

過量的氫氧化鈉、碳酸鈉對于氯化鈉來說仍是雜質(zhì)，氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以流程中加入適量鹽酸的作用是：將氫氧化鈉、碳酸鈉轉(zhuǎn)化成氯化鈉；

（2）二氧化碳是酸性氣體，在堿性溶液中的溶解度較大，所以先通入NH3再通入CO2，故選B；

（3）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、碳酸鈉為重復(fù)使用的物質(zhì)，故選ABCE；

組成確定：氯化銀是不溶于稀硝酸的白色沉淀，加入硝酸銀溶液生成白色沉淀，不溶于稀硝酸，沉淀是氯化銀沉淀，說明原碳酸鈉中含有氯化鈉；

含量測定：甲組：設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x

=，解得x=10.6g

乙組：乙組測定的質(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沒有被C中的燒堿完全吸收；

丙組：因為同質(zhì)量的碳酸鈉生成碳酸鋇的質(zhì)量遠(yuǎn)大于碳酸鈣的質(zhì)量，稱量誤差小于碳酸鈣，計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)誤差也就越小。