Question

（2012?丹徒區(qū)三模）某校化學(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關(guān)問題進(jìn)行研究．
【查閱資料】
①該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)的化工產(chǎn)品為純堿和氯化銨．
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)．
③生產(chǎn)原理：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，分離得晶體A，并使其充分受熱，即可分解制得純堿及兩種常見的氧化物，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

．
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)有NaCl和

NaOH

、

Na₂CO₃

，操作Ⅱ的名稱為

過濾

．
（2）上述流程中NaOH溶液的作用是除去粗鹽中的

MgCl₂

．
（3）寫出加入Na₂CO₃溶液所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl

．
（4）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是

ABC

（填序號）．
A．CO₂        B．NH₃        C．HCl         D．NaOH
（5）根據(jù)上述信息，請你設(shè)計實驗區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
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)管另一端伸入澄清石灰水中．加熱固體并觀察現(xiàn)象．	產(chǎn)生無色氣泡，澄清石灰水變渾濁	該樣品是NaHCO3否則是Na2CO3

【組成確定】
稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無變化；
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．
（6）由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質(zhì)

NaCl

（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（假定只有（6）中的雜質(zhì)），設(shè)計了如下實驗：
（7）甲組實驗：取10.0g純堿樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出．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．計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（寫出計算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)）．

86.7%

（8）乙組實驗：取10.0g純堿樣品，利用右圖所示裝置，測出反應(yīng)后裝置C增重了3.5g（所加試劑均足量）．實驗結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)乙組測定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，其原因是

生成的二氧化碳?xì)怏w沒有完全被C中的燒堿吸收

．

Answer 1

分析：【查閱資料】根據(jù)充分受熱，即可分解制得純堿及兩種常見的氧化物來考慮生成物和反應(yīng)物，進(jìn)而寫出方程式，（1）根據(jù)氫氧化鈉和碳酸鈉都是過量再結(jié)合生成物寫出溶質(zhì)的化學(xué)式；根據(jù)分離不溶于液體的固體和液體分離的方法考慮；（2）根據(jù)氫氧化鎂屬于沉淀考慮；（3）根據(jù)方程式的寫法考慮；（4）根據(jù)反應(yīng)物與生成物中的共同物質(zhì)考慮；（5）根據(jù)碳酸氫鈉受熱易分解，碳酸鈉受熱不易分解考慮；（6）根據(jù)氯離子的檢驗方法考慮；（7）根據(jù)質(zhì)量增加的原因是碳酸鈉變成了氯化鈉，根據(jù)質(zhì)量的差值計算出碳酸鈉的質(zhì)量；（8）根據(jù)二氧化碳是否被吸收盡考慮．

解答：解：【查閱資料】根據(jù)NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl可知碳酸氫鈉溶解度很小可看成沉淀，并使其充分受熱，即可分解制得純堿及兩種常見的氧化物，所以反應(yīng)是碳酸氫鈉分解，反應(yīng)物是碳酸氫鈉，生成物是碳酸鈉，水、二氧化碳，用觀察法配平，二氧化碳后面標(biāo)上上升符號；
（1）由于氫氧化鈉與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，所以生成物中的溶質(zhì)一定含有氯化鈉，又因為氫氧化鈉和碳酸鈉都是過量的所以溶質(zhì)中還含有氫氧化鈉和碳酸鈉；由于產(chǎn)生了兩種沉淀，所以通過過量除去即可；
（2）氫氧化鎂屬于沉淀，所以加入氫氧化鈉是為了與粗鹽中的氯化鎂反應(yīng)，將氯化鎂除去的；
（3）由于碳酸鈣是沉淀，加入碳酸鈉是與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，為了除去鈣離子，用觀察法配平即可；
（4）由于碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，而參加反應(yīng)的反應(yīng)物中含有二氧化碳，所以二氧化碳可以作為循環(huán)使用；氯化銨分解能生成氨氣、氯化氫，又因為氨氣和氯化氫在反應(yīng)物中都出現(xiàn)過，所以也可作為循環(huán)使用的物質(zhì)；
（5）碳酸氫鈉受熱易分解并且生成二氧化碳，碳酸鈉受熱不易分解，所以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)管另一端伸入澄清石灰水中．加熱固體并觀察現(xiàn)象．如果石灰水變渾濁說明固體是碳酸氫鈉，如果不變渾濁說明是碳酸鈉；
（6）向該溶液中加入過量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀說明該沉淀是氯化銀沉淀，因為不溶于硝酸的沉淀有：硫酸鋇和氯化銀；所以說明物質(zhì)中含有氯離子即氯化鈉；
（7）設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為X則：
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106           117        固體質(zhì)量增加117-106=11
X                        固體質(zhì)量增加10.9g-10g=0.9g
根據(jù)：

106

11

=

X

0.9g

解得X=8.67g，所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8.67g

10g

×100%=86.7%；
（8）生成的二氧化碳?xì)怏w沒有完全被C中的燒堿吸收，所以質(zhì)量的增加量少了，二氧化碳的質(zhì)量少了，計算出來的碳酸鈉的質(zhì)量就少了，所以結(jié)果偏小．
故答案為：【查閱資料】
③2NaHCO₃

△   .

 Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）①NaOH、Na₂CO₃          ②過濾
（2）MgCl₂
（3）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
（4）A B C 
（5）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
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)管另一端伸入澄清石灰水中．加熱固體并觀察現(xiàn)象．	產(chǎn)生無色氣泡，澄清石灰水變渾濁	該樣品是NaHCO3
	無現(xiàn)象	該樣品是Na2CO3

（6）NaCl
（7）86.7%  
（8）生成的二氧化碳?xì)怏w沒有完全被C中的燒堿吸收．（無氣體驅(qū)趕裝置等合理解答也可）

點評：解答本題的關(guān)鍵是知道碳酸氫鈉受熱易分解，碳酸鈉受熱不易分解，知道除雜質(zhì)的方法，不能引入新的雜質(zhì)，要將沒有用的離子沉淀除去，知道最后得到的氯化鈉質(zhì)量比原來質(zhì)量增加的原因是由碳酸鈉變成了氯化鈉．