Question

某校化學興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關問題進行研究．
【產品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產化工產品--純堿和化肥NH₄Cl．
生產原理是：將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反應為：NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；分離出NaHCO₃，加熱制得純堿．
【生產流程】

【相關資料】（1）NH₄Cl═NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃時有關物質的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710g	0.9g

【問題討論】
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名稱為

過濾

．
（2）反應①中發生了兩個反應，寫出其中的一個化學方程式：

NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；

．
（3）溶液B中的溶質有

NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種任選兩種

（至少寫出兩種）．
（4）上述生產流程中可循環使用的是

AB

（填序號）．
A．揮發性氣體C        B．溶液D       C．氫氧化鎂      D．化肥NH₄Cl
【含量測定】

工業純堿標準：（Na2CO3%≥）
優等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

稱取純堿樣品10.8g加入適量水，再加入過量CaCl₂溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱得固體質量為10.0g，請通過計算并結合右表判斷此純堿樣品等級為

合格

品．
計算過程：

98.1%

（計算結果保留一位小數）
【總結反思】某同學認為，在上述純堿含量測定中，將CaCl₂溶液改為BaCl₂溶液，測定誤差會減小，其理由是

等質量的碳酸鈉與氯化鋇反應產生的碳酸鋇沉淀質量大，所以稱量時的（相對）誤差較小．

．

Answer 1

分析：【問題討論】（1）欲使懸濁液變為溶液，可過濾掉其中的不溶物；
（2）根據鹽的溶解性可知，在第一次反應后溶液中只剩NaCl、Na2CO3、NaOH，所以在加入鹽酸后Na2CO3、NaOH可與鹽酸反應生成NaCl等；
（3）根據題干中提供的侯氏制堿法的反應原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO3不會全部析出，肯定會有部分溶解在溶液中；
（4）揮發性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環使用；
【含量測定】利用化學方程式可以求出純堿的質量，用純堿質量可計算出純度，再與工業純堿標準對照，即可知道屬于哪類產品；
【總結反思】等質量的碳酸鈉與氯化鋇反應產生的碳酸鋇沉淀質量大，稱量時的（相對）誤差小

解答：解：【問題討論】：（1）固體小顆粒懸浮于液體里形成的混合物叫懸濁液，欲使懸濁液變為溶液，可過濾掉其中的不溶物，故操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名稱為過濾；
（2）由圖可知，反應①中與鹽酸反應的物質有NaOH和Na₂CO₃，故反應方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）由圖可知，溶液B中的溶質有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種；
（4）揮發性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質的混合物，因為給出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產流程中都可以循環使用，即；
【含量測定】設Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106          100
x             10.0g

106

x

=

100

10.0g

解得：x=10.6g；

10.6g

10.8g

×100%=98.1%，與工業純堿標準對照，屬于合格品；
【總結反思】根據碳酸鈉和氯化鋇反應的化學方程式Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl可以知道：等質量的碳酸鈉與氯化鋇反應產生的碳酸鋇沉淀質量大，所以稱量時的（相對）誤差較小．
故答案為：【問題討論】：（1）過濾；
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種中任選兩種；
（4）AB；
【含量測定】合格；98.1%；
【總結反思】等質量的碳酸鈉與氯化鋇反應產生的碳酸鋇沉淀質量大，所以稱量時的（相對）誤差較小．

點評：本題主要測試學生對實驗操作過程的掌握，以及根據反應的化學方程式進行計算的能力．學生必須有牢固的知識，才能順利解答．