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晶體和NH₄Cl溶液，反應的化學方程式為：

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl

；后分離出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	710	0.9

問題討論：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，相同操作的名稱為

過濾

．反應①中發生了兩個反應，寫出其中一個化學方程式：

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

，反應①加適量的鹽酸，適量是指

滴到無氣泡放出為止

．
（2）檢驗揮發性氣體C的方法

將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁

．
（3）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
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

NaCl

（寫化學式）．
含量測定：

	實驗一	實驗二	實驗三	實驗四
固體混合物溶液質量	100g	100g	100g	100g
加入CaCl2溶液質量	10g	20g	30g	40g
生成的沉淀的質量	4g	m	10g	10g

稱取該純堿樣品44g固體混合物，加水配成400g溶液，平均分為四份，然后分別加入一定質量分數的CaCl₂溶液，實驗數據見表：
請分析表中數據回答并計算：
（1）m=

8

g；
（2）在實驗三中，完全反應后所得溶液中溶質氯化鈉的質量分數是多少？（要求寫計算過程，結果保留0.1%）
總結反思：
請通過計算并結合下表判斷此純堿樣品等級為

優等

品，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．

工業純堿標準：（Na2CO3% ）
優等品	一等品	合格品	次品
≥95	≥80	≥75	≤40

Answer 1

分析：根據純堿的制取以及有關的物質的性質進行分析，
問題討論：過濾是分離不溶性固體和液體的方法，氫氧化鈉和碳酸鈉都能與鹽酸發生化學反應，鹽酸能與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
組成確定：根據表格提供的數據分析得出m的值，通過計算碳酸鈉的含量，確定其等級．

解答：解：【產品原理】將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中得到NaHCO₃晶體和NH₄Cl溶液，該反應是氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，故填：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
【問題討論】（1）（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，都是得到了固體和液體，屬于過濾法分離混合物，溶液中的氫氧化鈉和碳酸鈉都能與鹽酸反應，碳酸鈉與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，滴入的鹽酸當無氣泡冒出時為止，故填：過濾，NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，滴到無氣泡放出為止；
（2）碳酸氫鈉受熱分解生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故檢驗二氧化碳使用的是石灰水，故填：將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁；
（3）A、得到的揮發性氣體C是二氧化碳，可以循環利用；
B、得到的溶液D中含有氯化鈉，可以循環利用；
C、氫氧化鎂不能循環利用；
D、氯化銨是反應的副產物，不能循環利用；
故填：A．B
【組成確定】：得到的產物與酸化的硝酸銀溶液反應產生了白色沉淀，則可以推出樣品中含有氯化鈉，故填：NaCl；
【含量測定】（1）根據表格可以看出，實驗一中10g氯化鈣溶液生成沉淀的質量是4g，實驗三中30g氯化鈣溶液生成沉淀的質量是10g，表明實驗二中的氯化鈣溶液全部參加反應且生成沉淀的質量是8g，故填：8；
（2）解：設參加反應的Na₂CO₃的質量為x，生成的氯化鈉的質量為y
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100   117
x           10g    y

106

x

=

100g

10g

=

117

y

解得：x=10.6g          y=11.7g                       
NaCl%=

11.7g+(11g-10.6g)

100g+30g-10g

×100%
=10.1%       
答：氯化鈉的質量分數為10.1%；
【總結反思】碳酸鈉的含量為：

10.6g

11g

×100%≈96.4%＞95%，故該純堿樣品為優等，故填：優等．

點評：本題考查了純堿的制取以及純堿含量的有關計算，題目不是太難，但是綜合性比較強，完成此題，可以依據已有的知識結合物質的性質進行．