Question

某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究．
产品与原理：
该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．
生产原理是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反应的化学方程式为：

 

；分离出NaHCO₃，加热制得纯碱．
生产流程：
相关资料：
（1）NH₄Cl

△   .

NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

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

问题讨论：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为

 

．
（2）反应①中发生了两个反应，写出这两个化学方程式：①

 

；②

 

．
（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：

 

．
（4）溶液B中的溶质有

 

（至少写出两种）．
（5）上述生产流程中可循环使用的是

 

（填序号）．
A．挥发性气体C        B．溶液D       C．氢氧化镁      D．化肥NH₄Cl
（6）检验挥发性气体C的方法

 

．
组成确定：
（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；
（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质

 

（写化学式）．
含量测定：
工业纯碱标准：（Na₂CO₃%≥）优等品一等品合格品99.298.898.0
称取纯碱样品10.8g加入适量水，再加入过量CaCl₂溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为

 

品．
计算过程：
总结反思：
某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，测定误差会减小，其理由是

 

．

Answer 1

分析：生产原理：根据题中的叙述找出反应物、生成物书写方程式；
问题讨论：
（1）根据使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物进行分析；
（2）根据过量的碳酸钠和氢氧化钠会与盐酸反应进行分析；
（3）根据题中的反应原理找出反应物、生成物书写方程式；
（4）根据题干中提供的侯氏制碱法的反应原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO3不会全部析出，肯定会有部分溶解在溶液中；
（5）根据挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用进行分析；
（6）根据C的化学性质进行分析；
组成确定：
（2）根据纯碱样品含有的杂质，可用反向思维方法，先确定白色沉淀，再推断杂质是什么进行分析；
含量测定：利用化学方程式可以求出纯碱的质量，用

纯碱质量

样品质量

×100%可计算出纯度，再与工业纯碱标准对照，即可知道属于哪类产品；
总结反思：等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，称量时的（相对）误差小．

解答：解：生产原理：氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
问题讨论：
（1）固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液，欲使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物，故操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为过滤，故答案为：过滤；
（2）由图可知，反应①中与盐酸反应的物质有碳酸钠和氢氧化钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氯化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，
故答案为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳，故答案为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）从图中的转化关系可以看出，溶液B中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四种，故答案为：NaHCO₃、NaCl；
（5）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用，
故答案为：A．B；
（6）根据推导可知C是二氧化碳，检验二氧化碳常用石灰水，故答案为：将气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊；
组成确定：
由题意可知，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反应物中一定有氯离子，由题意可知，向该溶液中加入过量稀HNO₃反应物，并且样品完全溶于水，由此可以推断纯碱样品含有杂质NaCl，故答案为：NaCl；
含量测定：
合格
解：设Na₂CO₃的质量为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%，与工业纯碱标准对照，属于合格品；
若用关系式解答：
Na₂CO₃∽∽∽CaCO₃
106         100
x           10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g
总结反思：等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，称量时的（相对）误差小．

点评：本题主要测试学生对实验操作过程的掌握，以及根据反应的化学方程式进行计算的能力．学生必须有牢固的知识，才能顺利解答．