Question

【題目】碳酸鈉在輕工、建材、紡織、國防、醫藥等工業中有重要的應用,我國化學家侯德榜創立了著名的“侯氏制堿法”，促進了世界技術的發展。

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

②氨氣極易溶于水，二氧化碳能溶于水。

③生產原理: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氯化銨分解的化學方程式是 NH4Cl===NH3↑+HCl↑。

⑤部分生產流程如下圖所示:

（問 題討論）

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

（2）反應（2）中為提高產率，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）上述生產流程中可循環使用的是 ________（填序號）．

A．CO2 B．NH3 C．HCl D．NaOH E．Na2CO3

（組成確定）

（1）稱取一定質量的純堿樣品，多次充分加熱，稱重，質量無變化；

（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 ________（寫化學式）．

（含量測定） 同學們為了測定該純堿樣品的純度（假定只含一種上述雜質），設計了如下三組實驗。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。將反應所得溶液小心蒸發，并將所得物質干燥、冷卻至室溫稱得固體質量為 13.1g．樣品中碳酸鈉的質量分數為________。

乙組：取 12.0g 純堿樣品，利用下圖所示裝置，測出反應裝置 C 增重了 4.1g（所加試劑均足量,每一步都反應完全）．實驗結束，發現乙組測定的質量分數偏小，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、烘干稱量固體質量，從而計算出碳酸鈉的質量分數。組內同學提出意見，認為如果將氯化鈣溶液換成氯化鋇溶液則更好，老師認為有道理，原因是 ________。

Answer 1

【答案】NaCl、NaOH、Na2CO3； 將氫氧化鈉、碳酸鈉轉化成氯化鈉； B； ABCE； NaCl； 88.3%； 生成的二氧化碳氣體沒有被C中的燒堿完全吸收。 同質量的碳酸鈉生成碳酸鋇的質量遠大于碳酸鈣，稱量誤差小。

【解析】

問題討論：（1）粗鹽中含有少量可溶性雜質（MgCl2和CaCl2），氯化鎂能與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，氯化鈣能與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以A中的溶質主要是氯化鈉，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，氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、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）根據生產流程中涉及的方程式和流程圖，發現二氧化碳、氨氣、氯化氫、碳酸鈉為重復使用的物質，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：設樣品中碳酸鈉的質量為x

=，解得x=10.6g

乙組：乙組測定的質量分數偏小，其直接原因是C裝置增重少，可能原因是生成的二氧化碳氣體沒有被C中的燒堿完全吸收；

丙組：因為同質量的碳酸鈉生成碳酸鋇的質量遠大于碳酸鈣的質量，稱量誤差小于碳酸鈣，計算出碳酸鈉的質量分數誤差也就越小。