Question

（1）碳酸鈉是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革等工業的重要原料，它屬于
______（填“酸”、“堿”或“鹽”），它的俗名叫純堿的原因是______．
（2）無水碳酸鈉的工業制法主要有氨堿法和聯合制堿法兩種．氨堿法即以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣（極易溶于水）為原料來制取純堿．工業上是用N₂和H₂在高溫、高壓和催化劑條件下合成氨的．實驗室一般用氯化銨和消石灰共熱來制備少量的氨氣，該反應的化學方程式為______，制取和收集氨氣可用下圖中的______和______裝置．

（3）某海洋化工集團用氨堿法生產的純堿產品中含有少量氯化鈉雜質，其產品包裝袋上注明：碳酸鈉≥96%．為測定該產品中含碳酸鈉的質量分數，進行了以下實驗，取11.0g純堿樣品放入燒杯中，稱得燒杯及所盛純堿樣品的總質量為158.0g，再把100g稀鹽酸平均分成四份依次加入樣品中，每次均充分反應．實驗數據記錄如下：

所加鹽酸的次數	第一次	第二次	第三次	第四次
燒杯及所盛物質的總質量/g	181.2	204.4	228.6	253.6

請你據此分析計算：
①第一次加入稀鹽酸充分反應后，生成二氧化碳的質量是______g．
②該產品中碳酸鈉的質量分數是否合格？（要求寫出計算過程，結果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：（1）欲知碳酸鈉屬于哪一類，須熟知酸堿鹽的概念，欲知它的俗名叫純堿的原因，須知它的水溶液的性質．
（2）必須知道消石灰的化學式，才能正確書寫反應方程式．
（3）①第一次加入稀鹽酸充分反應后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳質量應該是參加反應的物質質量之和，減去反應后物質質量之和．
②因其產品包裝袋上注明：碳酸鈉≥96%，故該產品中碳酸鈉的質量分數只要≥96%，就是合格．所以應先求出該產品中碳酸鈉的質量分數，再通過比較，就可知是否合格．
解答：解：（1）酸指電離時產生的陽離子全部都是氫離子的化合物；堿指電離時產生的陰離子全部都是氫氧根離子的化合物；鹽指電離時生成金屬陽離子（或NH₄）和酸根離子的化合物．故碳酸鈉（Na₂CO₃）屬于鹽，它的俗名叫純堿是因為碳酸鈉的水溶液顯堿性．
（2）①消石灰的化學式為Ca（OH）₂，因此氯化銨和消石灰反應的化學方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②由題意可知，實驗室一般用氯化銨和消石灰共熱來制備少量的氨氣，所以要用A裝置來進行加熱，又因為NH₃的密度比空氣小，且易溶于水，故用D向下排空氣法收集，故答案為A、D；
（3）①第一次加入稀鹽酸充分反應后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳質量應該是參加反應的物質質量之和，減去反應后物質質量之和．第一次加入稀鹽酸是100g÷4=25g，燒杯及所盛純堿樣品的總質量為158.0g，因此燒杯及參加反應物質的質量之和為158g+25g=183g，充分反應后燒杯及所盛物質的總質量為181.2g，故生成的二氧化碳的質量為183g-181.2g=1.8g．
②共生成二氧化碳的質量為158g+100g-253.6g=4.4g
設樣品中Na₂CO₃的質量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 4.4g
，解得：x=10.6g
樣品中Na₂CO₃的質量分數=×100%=96.4%＞96%，
所以產品中Na₂CO₃的質量分數合格．
答：該產品中碳酸鈉的質量分數合格．
點評：本題覆蓋的知識面較廣，它要求學生要熟記酸堿鹽的概念，對常見物質的化學式能正確書寫，并且能理解充分反應的概念，還要熟練掌握質量分數的計算方法，才能正確答題．