Question

純堿(Na₂CO₃) 在生產生活中具有廣泛的用途。以下是實驗室模擬制堿原理制取Na₂CO₃的流程圖：

已知：向飽和食鹽水中通入NH₃、CO₂后發生的反應為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。請回答以下問題：
（1）粗鹽中含有的雜質離子有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等。
精制除雜的步驟順序a→_______→________→________→b(填字母編號）。
a．粗鹽溶解，濾去沉渣；
b．加入鹽酸調pH；
c．加入Ba(OH) ₂溶液；
d．加入Na₂CO₃溶液；
e．過濾
向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是_____________________。
（2）灼燒固體A制Na₂CO₃應在_____（填字母序號）中進行。
a．坩堝　　b．蒸發皿　　c．燒杯　　d．錐形瓶
證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是　　　　　　　　　　　。對濾液A進行重結晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反應的離子方程式______________________。
（3）下圖裝置中常用于實驗室制備CO₂的是_____(填字母編號）；用b示意的裝置制備NH₃時，分液漏斗中盛放的試劑______(填試劑名稱），燒瓶內可加入的固體試劑　　　　　（填試劑名稱）。

（4）一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同學利用下列提供的試劑，設計了如下簡單合理測定Na₂CO₃的質量分數的實驗方案。請把實驗方案補充完整（儀器自選）：
供選擇的試劑：1．0 mol·L^-1H₂SO₄溶液、1．0 mol·L^-1BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca(OH) ₂溶液、蒸餾水
①稱取m₁ g一定量天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中；
②_________________________________________________________________；
③_________________________________________________________________；
④計算天然堿晶體中含Na₂CO₃的質量分數。

Answer 1

（1）c　d　e（2分）；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂（1分）
（2）　a （1分）　　取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體，證明A中含有NH₄⁺。（2分）    NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O （2分）
（3）b c　（2分）濃氨水( 1分) 、生石灰（或NaOH固體或堿石灰）( 1分) ；
（4）②加入足量稀硫酸并微熱，產生的氣體通過足量的澄清石灰水，（1分）③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀；（2分）　

解析試題分析：（1）本題考查物質的分離提純。為保證雜質離子除盡，所加試劑要過量，過量的離子在后續操作中必須除去；根據題給信息知，加入過量Ba(OH) ₂溶液可除去SO₄^2-和Mg²⁺，加入過量Na₂CO₃溶液可除去Ca²⁺和過量的Ba²⁺，過濾后，加鹽酸能除去過量的CO₃^2—和OH^—溶液，所以應先加Ba（OH）₂溶液再加Na₂CO₃溶液，過濾，最后加入鹽酸，精制除雜的步驟順序c　d　e；NH₃極易溶于水，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；（2）灼燒固體應在坩堝中進行，選a；證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體，證明A中含有NH₄⁺；對濾液A進行重結晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反應的離子方程式 NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O；（3）實驗室制取二氧化碳常選用大理石和稀鹽酸反應制取，固體和液體不加熱制氣體，選bc；用b示意的裝置制備NH₃時，分液漏斗中盛放的試劑為濃氨水，燒瓶內可加入的固體試劑生石灰或氫氧化鈉或堿石灰；（4）根據題給信息知，該實驗的原理為將碳酸根全部轉換成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水產生沉淀，通過沉淀的質量求出二氧化碳的物質的量、Na₂CO₃的物質的量和質量，最終求出Na₂CO₃的質量分數，所以補充的實驗步驟應為②加入足量稀硫酸并微熱，產生的氣體通過足量的澄清石灰水，③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀。
考點：考查物質的分離提純、侯德榜制堿法的原理、氣體的制備及實驗方案的設計。