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（Na₂CO₃）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

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

（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）
【問題討論】：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名稱為

 

．
（2）反應①中發生了兩個反應，寫出其中的一個化學方程式：

 

．
（3）反應③中得到純堿的化學方程式為：

 

．
（4）溶液B中的溶質有

 

（至少寫出兩種）．
（5）上述生產流程中可循環使用的是

 

（填序號）．
A．揮發性氣體C； B．溶液D； C．氫氧化鎂；D．化肥NH₄Cl
【組成確定】
（1）稱取一定質量的純堿樣品，經多次充分加熱后，再稱重，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】
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

 

品．
【計算過程】

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

【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

 

．

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）純堿就是碳酸鈉，所以其化學式就是Na₂CO₃；
（4）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；
（5）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；
（組成確定）
（2）欲知純堿樣品含有的雜質，可用反向思維方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質是什么；
（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

樣品質量

×100%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：（共15分）
【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．（1分）
（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↑（2分）
（3）由圖可知，晶體A為2NaHCO₃，所以反應③中得到純堿的化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（2分）
（4）由圖可知，溶液B中的溶質有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種，故答案為其中的任意兩種（2分），（寫名稱或名稱符號混寫也可．只寫1個且正確給（1分），只要寫錯1個就不給分）
（5）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（2分），（選對1個給（1分），只要選錯1個不給分）
【組成確定】：
（2）由題意可知，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反應物中一定有Cl根離子，由題意可知，向該溶液中加入過量稀HNO₃反應物，并且樣品完全溶于水，由此可以推斷純堿樣品含有雜質NaCl；（1分）
【含量測定】（除計算過程（3分）外，其余每空（1分）．）
合格（1分）
解：設Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl（1分）
106          100
x             10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g（1分）

10.6

10.8

×100%≈98.1%，與工業純堿標準對照，屬于合格品；
【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

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．