Question

【题目】爱国实业家侯德榜在氨碱法的基础上，发明了“联合制碱法”，简单流程如图。完成下列问题：

（1）在饱和食盐水中通入X和Y，则X____(填物质名称)

（2）写出通入X和Y的化学反应方程式_____。

（3）操作Z____(填名称)，为了得到化肥(NH4Cl)，需要在溶液B中通入NH3、加食盐，其中通入NH3的作用一____，作用二____。

（4）工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。现用重量法测定其纯度，步骤如下：①称取样品ag，加水溶解；②加入足量的BaCl2溶液；③过滤、___、烘干、冷却、称量、烘干、冷却、___，最终得到固体bg。样品中纯碱的质量分数为____(用含a、b的代数式)

（5）某课外活动小组要用NaOH溶液和CO2来制备Na2CO3固体，他们只有未知浓度的NaOH溶液50毫升和足量的CO2，他们的设计方案是：首先_____，然后_____，加热_____后，再____，最后加热浓缩，冷却结晶，过滤得固体Na2CO3 。

Answer 1

【答案】氨气 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 过滤（洗涤） 将NaHCO3转化为Na2CO3 产生的NH4+有利于NH4Cl形成 洗涤 (再)称量 106b/197a 将50毫升NaOH溶液分成两等份 向其中的一份中通入过量的CO2 除去CO2 与另一份NaOH溶液混合

【解析】

（1）二氧化碳在水中的溶解度小，与水反应形成不稳定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中，增加二氧化碳气体的吸收；
（2）碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体；
（3）过滤后得到的物质有杂质，需要进行洗涤；滤液（溶液B）是含有氯化铵、氯化钠和少量碳酸氢钠的溶液，通入 NH3，增大NH4+的浓度，使 NH4Cl 更多地析出，使 NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3，提高析出的NH4Cl；
（4）通过称量沉淀碳酸钡的质量，根据原子守恒来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，且需干燥，恒重，样品中纯碱的质量分数，根据碳守恒计算。

（5）不能直接向氢氧化钠中直接通入CO2，这样会生成碳酸氢钠溶液，但碳酸氢钠与氢氧化钠可以反应生成碳酸钠。

联合制碱法：以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱，二氧化碳在水中的溶解度小，与水反应形成不稳定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中，会使生成的碳酸与氨水发生反应，而增大二氧化碳气体的吸收，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，X为氨气，Y为二氧化碳，反应为：CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl，经过滤（操作 z）、洗涤得NaHCO3微小晶体（晶体A），再加热制得纯碱产品，其滤液（溶液B）是含有氯化铵和氯化钠的溶液，从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
（1）二氧化碳在水中的溶解度小，与水反应形成不稳定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中，会使生成的碳酸与氨水发生反应，而增大二氧化碳气体的吸收；
（2）碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体；
（3）①固体、液体分离采用过滤的方法，沉淀表面有杂质，需要进行洗涤，所以操作Z可以是洗涤也可以过滤；②滤液（溶液B）是含有氯化铵、氯化钠和少量碳酸氢钠的溶液，通入 NH3，增大NH4+的浓度，使 NH4Cl 更多地析出，使 NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3，提高析出的NH4Cl；
（4）加入足量的BaCl2溶液，发生反应：Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl，根据原子守恒，通过称量沉淀碳酸钡的质量，来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，且将沉淀冷却到室温，恒重操作（再）称量后最终得到固体b（g）为BaCO3，根据碳守恒，纯碱的质量分数=100%；

（5）不能直接向氢氧化钠中直接通入CO2，这样会生成碳酸氢钠溶液，但碳酸氢钠与氢氧化钠可以反应生成碳酸钠，所以先向溶液中通入二氧化碳气体后，在让其与氢氧化钠反应就可以得到碳酸钠溶液。