Question

【題目】純堿是重要的化工原料，在醫藥、冶金、化工、食品等領域被廣泛使用。某實驗小組的同學模擬侯德榜制堿法制取純堿，流程如下：

（1）工業生產純堿的第一步是除去飽和食鹽水的中SO42-、Ca2+離子，依次加入的試劑及其用量是______________、_______________、過濾、_______________。

（2）已知：幾種鹽的溶解度

	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
溶解度（20°C，100gH2O時）	36.0	21.7	9.6	37.2

①寫出裝置I中反應的化學方程式_____________________________________。

②寫出裝置II中發生反應的化學方程式________________________________。

（3）該流程中可循環利用的物質是__________________。

（4）若制出的純堿中只含有雜質NaCl。

①檢驗用該純堿配制的溶液中含有Cl―的方法是_________________________。

②向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液，沉淀經過濾、洗滌、干燥，稱其質量為b g，則該純堿的純度（質量分數）為__________（用m、b來表示）。

Answer 1

【答案】過量BaCl2溶液 過量Na2CO3溶液 適量（過量）稀鹽酸 NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 ↑ CO2 取少量純堿樣品，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則說明含有氯離子。 ×100％

【解析】

（1）工業上除去SO42-用含有Ba2+的可溶性鹽、除去Ca2+用含有CO32-的可溶性鹽；
（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O發生反應生成NaHCO3和NH4Cl；
②受熱條件下，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水；
（3）裝置II中得到二氧化碳，裝置I中需要二氧化碳；
（4）①Cl-的檢驗常用硝酸酸化的硝酸銀溶液，生成不溶于稀硝酸的AgCl沉淀；
②向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液反應生成碳酸鈣，則最后得到的bg為碳酸鈣的質量，根據碳原子守恒由碳酸鈣的物質的量可得到碳酸鈉的物質的量，在求算出理論上碳酸鈉的質量，進而求算純堿的純度。

（1）除去飽和食鹽水的中SO42-要用BaCl2溶液，除去飽和食鹽水的中Ca2+要用Na2CO3溶液，并且除雜時試劑應該過量，最后用稀鹽酸調節pH=7，

故答案為：足量BaCl2溶液、足量Na2CO3溶液、適量稀鹽酸；

（2）①先向食鹽水中通入NH3使溶液呈堿性，CO2、NH3和H2O反應生成NH4HCO3，由于溶解度小NaHCO3，所以NaCl和NH4HCO3反應生成NaHCO3和NH4Cl，即
NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl，

故答案為：NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；

②NaHCO3對熱不穩定，受熱易分解生成Na2CO3、H2O、CO2，化學方程式為2NaHCO3 Na2CO3+H2 O+CO2 ↑，

故答案為：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 ↑；

（3）裝置II中得到二氧化碳，裝置I中需要二氧化碳，所以能循環利用的是二氧化碳，故答案為：CO2；
（4）①Cl-的檢驗常用硝酸酸化的硝酸銀溶液，方法為：取少量純堿樣品溶于水，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則說明其中含有氯離子；
故答案為：取少量純堿樣品溶于水，加入足量的稀硝酸，在加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則說明其中含有Cl-；

②向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液反應生成碳酸鈣，則最后得到的bg為碳酸鈣的質量，則根據碳原子守恒，碳酸鈉的物質的量=碳酸鈣的物質的量==，則碳酸鈉的質量=nM=×106g/mol=g，則該純堿的純度=×100％=×100％；

答案為：×100％。