Question

課外化學興趣小組的同學利用某化工廠的廢堿液（主要成分為Na₂CO₃、還含有少量NaCl，其它雜質不計）和石灰乳（氫氧化鈣的懸濁液）為原料制備燒堿，并對所得的燒堿粗產品的成分進行分析和測定。

【粗產品制備】

（1）將廢堿液加熱蒸發濃縮，形成較濃的溶液，冷卻后與石灰乳混合，發生反應的化學方程式為          ▲         。

（2）將反應后的混合物過濾，得到的濾液進行蒸發結晶，制得NaOH粗產品。

【粗產品成分分析】

（1）取適量粗產品溶于水，加入Ba(NO₃)₂溶液出現白色渾濁，發生反應的化學方程式為  ▲  ，該粗產品中一定不含有   ▲    ，理由是      ▲     。

（2）該小組同學通過對粗產品成分的實驗分析，確定該粗產品中含有三種物質。

【粗產品含量測定】

Na₂CO₃含量的測定：

（1）該興趣小組的同學設計了下圖所示的實驗裝置。取20.0g粗產品，進行實驗。

【說明】①堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物。

②E裝置中的飽和NaHCO₃溶液是為了除去二氧化碳氣體中的氯化氫，發生

的反應為：NaHCO₃+ HCl ＝ NaCl + CO₂ ↑ + H₂O。

（2）操作步驟

①連接好裝置，檢查氣密性；

②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；

③稱量G的質量；

④關閉彈簧夾C，慢慢滴加濃鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；

⑤打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣；

⑥再次稱量G的質量，得前后兩次質量差為4.8g。

（3）問題探究

①F中的試劑應為  ▲    。

②B裝置的作用是      ▲        ，H裝置的作用是     ▲        。

③若沒有H裝置，則測定的Na₂CO₃的質量分數會  ▲  （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。

事實上20.0 g粗產品只能產生4.4 g CO₂ 。請你仔細分析上述實驗，解釋實驗值4.8g比正確值4.4 g偏大的原因（假設操作均正確）  ▲  。

（4）數據計算

根據正確值4.4 g可求得粗產品中Na₂CO₃的質量分數為   ▲    %。

NaOH含量的測定：

該小組同學又另取20.0g粗產品，逐滴加入20％的鹽酸至恰好完全反應時，消耗鹽酸的質量為73 g，放出CO₂ 4.4 g（不考慮二氧化碳氣體的溶解）。求原粗產品中NaOH的質量分數。（寫出計算過程）

 

Answer 1

【粗產品制備】

Na₂CO₃+ Ca(OH)₂ ＝CaCO₃↓+2NaOH （1分）

【粗產品成分分析】

（1）Na₂CO₃+Ba(NO₃)₂＝ BaCO₃↓+2NaNO₃（1分）    

Ca(OH)₂（1分） 

 Ca(OH)₂和Na₂CO₃能發生化學反應，在溶液中不能共存（1分）

【粗產品含量測定】

Na₂CO₃含量的測定：

濃硫酸（1分） 

除去空氣中的二氧化碳（1分）

防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被G中堿石灰吸收（1分）  

偏大（1分） 

裝置D中濃鹽酸揮發出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應又產生了二氧化碳（1分）

53（1分）

NaOH含量的測定：

解：

（1）設與粗產品中碳酸鈉反應消耗的鹽酸溶液中含氯化氫的質量為x。

   Na₂CO₃ + 2HCl  ＝ 2NaCl+ H₂O+CO₂↑

           73                44

           x                 4.4g

73∶ 44 =  x∶4.4g    x=7.3g …………………1分

（2）73g20％鹽酸溶液中含氯化氫的質量為：73g×20％=14.6g  ……1分

與粗產品中氫氧化鈉反應消耗的鹽酸溶液中含氯化氫的質量為：14.6g－7.3g=7.3g

設粗產品中含氫氧化鈉的質量為y。

 NaOH + HCl ＝ NaCl + H₂O

   40   36.5

   y    7.3g

40∶ 36.5 =  y∶7.3g       y=8g   …………………1分

粗產品中含氫氧化鈉的質量分數為：8g/20g×100%=40.0%  ………………1分

答：粗產品中含氫氧化鈉的質量分數為40.0%。

解析:略