Question

纯碱(Na₂CO₃) 在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na₂CO₃的流程图：

已知：向饱和食盐水中通入NH₃、CO₂后发生的反应为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。请回答以下问题：
（1）粗盐中含有的杂质离子有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等。
精制除杂的步骤顺序a→_______→________→________→b(填字母编号）。
a．粗盐溶解，滤去沉渣；
b．加入盐酸调pH；
c．加入Ba(OH) ₂溶液；
d．加入Na₂CO₃溶液；
e．过滤
向饱和食盐水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是_____________________。
（2）灼烧固体A制Na₂CO₃应在_____（填字母序号）中进行。
a．坩埚　　b．蒸发皿　　c．烧杯　　d．锥形瓶
证明滤液A中含有NH₄⁺的方法是　　　　　　　　　　　。对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反应的离子方程式______________________。
（3）下图装置中常用于实验室制备CO₂的是_____(填字母编号）；用b示意的装置制备NH₃时，分液漏斗中盛放的试剂______(填试剂名称），烧瓶内可加入的固体试剂　　　　　（填试剂名称）。

（4）一种天然碱晶体成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na₂CO₃的质量分数的实验方案。请把实验方案补充完整（仪器自选）：
供选择的试剂：1．0 mol·L^-1H₂SO₄溶液、1．0 mol·L^-1BaCl₂溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH) ₂溶液、蒸馏水
①称取m₁ g一定量天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中；
②_________________________________________________________________；
③_________________________________________________________________；
④计算天然碱晶体中含Na₂CO₃的质量分数。

Answer 1

（1）c　d　e（2分）；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂（1分）
（2）　a （1分）　　取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明A中含有NH₄⁺。（2分）    NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O （2分）
（3）b c　（2分）浓氨水( 1分) 、生石灰（或NaOH固体或碱石灰）( 1分) ；
（4）②加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水，（1分）③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀；（2分）　

试题分析：（1）本题考查物质的分离提纯。为保证杂质离子除尽，所加试剂要过量，过量的离子在后续操作中必须除去；根据题给信息知，加入过量Ba(OH) ₂溶液可除去SO₄^2-和Mg²⁺，加入过量Na₂CO₃溶液可除去Ca²⁺和过量的Ba²⁺，过滤后，加盐酸能除去过量的CO₃^2—和OH^—溶液，所以应先加Ba（OH）₂溶液再加Na₂CO₃溶液，过滤，最后加入盐酸，精制除杂的步骤顺序c　d　e；NH₃极易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂，所以向饱和食盐水中先通入NH₃，后通人CO₂；（2）灼烧固体应在坩埚中进行，选a；证明滤液A中含有NH₄⁺的方法是取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明A中含有NH₄⁺；对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反应的离子方程式 NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O；（3）实验室制取二氧化碳常选用大理石和稀盐酸反应制取，固体和液体不加热制气体，选bc；用b示意的装置制备NH₃时，分液漏斗中盛放的试剂为浓氨水，烧瓶内可加入的固体试剂生石灰或氢氧化钠或碱石灰；（4）根据题给信息知，该实验的原理为将碳酸根全部转换成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀，通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na₂CO₃的物质的量和质量，最终求出Na₂CO₃的质量分数，所以补充的实验步骤应为②加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水，③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。