Question

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃，还含有少量NaCl，其它杂质不计）和石灰乳为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定．
一、粗产品制备
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为

 

．
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品．
二、粗产品成分分析
（1）取适量粗产品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为

 

，该粗产品中一定不含有

 

，理由是

 

．
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质．
三、粗产品含量测定
Na₂CO₃含量的测定：
（1）该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置．取10.0g粗产品，进行实验．

说明：碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物．E装置中的饱和NaHCO₃溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生的反应为NaHCO₃十HCl=NaCl十CO₂↑十H₂O．
（2）操作步骤
①连接好装置，检查气密性；②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；③称量G的质量；④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为0． 48g．
（3）问题探究
F中的试剂应为

 

，B装置的作用是

 

，
H装置的作用是

 

．
若没有H装置，则测定的Na₂CO₃的质量分数会

 

（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
事实上10.0g粗产品只能产生0.44g CO₂．请你仔细分析上述实验，解释实验值0.48g比正确值0.44g偏大的原因（假设操作均正确）

 

．
（4）数据计算
根据正确值0.44g可求得粗产品中Na₂CO₃的质量分数为

 

%．
NaOH含量的测定：（略）

Answer 1

分析：可以根据物质之间相互作用时的实验现象判断物质的组成，根据化学方程式进行相关方面的计算．从实验给定的流程中分析命题人的设计思路，从而结合思路考查方案的设计意图、是否科学以及如何进一步完善．

解答：解：一、粗产品制备
（1）碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，
反应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
二、粗产品成分分析
（1）碳酸钠能和硝酸钡反应生成沉淀，化学方程式为：Na₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2NaNO₃
氢氧化钙和碳酸钠能反应．
故填：Ca（OH）₂；Ca（OH）₂和Na₂CO₃能发生化学反应，在溶液中不能共存．
三、粗产品含量测定
Na₂CO₃含量的测定：
（3）浓硫酸能吸收水蒸气．故填：浓硫酸．
氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳．故填：除去空气中的二氧化碳．
H装置能防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入G装置．故填：防止空气中的水和二氧化碳进入G装置．
若没有H装置，则测定的二氧化碳值偏高，计算出的质量分数偏大．故填：偏大．
装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应产生二氧化碳，使二氧化碳的值偏大．故填：装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应产生二氧化碳．
（4）设碳酸钠的质量为X
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
X                    0.44g

106

44

=

x

0.44g

X=1.06克
碳酸钠的质量分数为：

1.06g

10g

×100%=10.6%．
答：碳酸钠的质量分数是10.6%．

点评：本题主要看出了化学方程式的书写、根据化学方程式计算、判断物质的组成等方面的问题．