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，反應的化學方程式為：

 

；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、Ⅲ中，相同操作的名稱為

 

．
（2）反應①中發生了兩個反應，寫出這兩個化學方程式：①

 

；②

 

．
（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
（6）檢驗揮發性氣體C的方法

 

．
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：
工業純堿標準：（Na₂CO₃%≥）優等品一等品合格品99.298.898.0
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

 

品．
計算過程：
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：生產原理：根據題中的敘述找出反應物、生成物書寫方程式；
問題討論：
（1）根據使懸濁液變為溶液，可過濾掉其中的不溶物進行分析；
（2）根據過量的碳酸鈉和氫氧化鈉會與鹽酸反應進行分析；
（3）根據題中的反應原理找出反應物、生成物書寫方程式；
（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）根據揮發性氣體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進行分析；
（6）根據C的化學性質進行分析；
組成確定：
（2）根據純堿樣品含有的雜質，可用反向思維方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質是什么進行分析；
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：生產原理：氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
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，故答案為：過濾；
（2）由圖可知，反應①中與鹽酸反應的物質有碳酸鈉和氫氧化鈉，碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，氯化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水，
故答案為：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）從圖中的轉化關系可以看出，溶液B中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種，故答案為：NaHCO₃、NaCl；
（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，
故答案為：A．B；
（6）根據推導可知C是二氧化碳，檢驗二氧化碳常用石灰水，故答案為：將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁；
組成確定：
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氯離子，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，故答案為：NaCl；
含量測定：
合格
解：設Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106           100
x             10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g  

10.6

10.8

×100%=98.1%，與工業純堿標準對照，屬于合格品；
若用關系式解答：
Na₂CO₃∽∽∽CaCO₃
106         100
x           10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g
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．