Question

（I）海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面．下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图．
回答下列问题：
（1）实验室中除去粗盐中不溶性杂质的操作名称为溶解、过滤、

 

．操作b通常在氯化氢的氛围中加热进行，其目的是：

 

．
（2）工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱．
①通入的气体A、气体B是CO₂或NH₃，则气体B应是

 

．
②工业制取NH₃的化学方程式为

 

（II）现测定某碳酸钠样品（仅含未分解的碳酸氢钠）中Na₂CO₃的质量分数．
方案一：称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba（OH）₂溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算．
（1）过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为

 

．
（2）实验中判断沉淀是否完全的方法是：

 

．
方案二：按如图所示装置进行实验：

（1）B装置应盛放的试剂是

 

；其作用是

 

（2）实验前称取19.0g样品，实验后测得C装置增重8.80g，则样品中Na₂CO₃的质量分数为

 

．
（3）根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显的缺陷是

 

．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：（Ⅰ）（1）根据过滤具体操作判断所需仪器；如果直接在空气中加热MgCl₂?6H₂O则Mg²⁺会水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解；
（2）①根据制取纯碱的原理：向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱；
②工业制取NH₃的化学方程式为氮气和氢气在催化剂作用下高温高压反应生成氨气；
（Ⅱ）方案一、（1）根据过滤具体操作判断所需仪器；
（2）试验中判断沉淀是否完全的方法是：取少量滤液，再滴加BaCl₂溶液少许，如无白色沉淀出现，说明沉淀完全；
方案二、（1）B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C装置吸收二氧化碳，D装置防止空气中的二氧化碳、水进入C装置干扰含量测定；
（2）依据碳酸钠和碳酸氢钠和硫酸反应的定量关系计算得到；
（3）装置中的二氧化碳不一定被C全部吸收．

解答： 解：（Ⅰ）（1）实验室中除去粗盐中不溶性杂质的操作名称为溶解、过滤、洗涤；操作b通常在氯化氢的氛围中加热进行，如果直接在空气中加热MgCl₂?6H₂O则Mg²⁺会水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解；
故答案为：洗涤；抑制氯化镁在水溶液中水解；
（2）①向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，先通入氨气再通入二氧化碳能提高二氧化碳溶解性，更多析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱，上述反应的化学方程式分别为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
故答案为：CO₂；
②工业制取NH₃的化学方程式为氮气和氢气在催化剂作用下高温高压反应生成氨气，反应的化学方程式为：N₂+3H₂

催化剂   .

高温高压

2NH₃，
故答案为：N₂+3H₂

催化剂   .

高温高压

2NH₃，；
（Ⅱ）方案一、（1）过滤操作中，除了烧杯、漏斗外还用到玻璃棒引流，故答案为：玻璃棒；
（2）试验中判断沉淀是否完全的方法是：取少量滤液，再滴加BaCl₂溶液少许，如无白色沉淀出现，说明沉淀完全，
故答案为：取少量滤液，再滴加BaCl₂溶液少许，如无白色沉淀出现，说明沉淀完全；
方案二、（1）实验前应检查装置的气密性，防止装置漏气，装置B中为浓H₂SO₄，可干燥二氧化碳，故答案为：浓H₂SO₄；干燥二氧化碳；
（2）设NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量分别为x、y，则
Na₂CO₃+H₂SO₄=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄、
 x               x
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
  y                        y

106x+84y=19.0 44x+44y=8.80

解得x=0.1mol，y=0.1mol
则样品中NaCO₃的质量分数

0.1mol×106g×/mol

19.0g

×100%=55.8%，故答案为：55.8%；
（3）实验装置还存在一个明显缺陷为装置中的二氧化碳不一定被C全部吸收，则需设计一个装置将A、B中的CO₂全部吹入C中吸收，
故答案为：缺少一个装置将A、B中的CO₂全部吹入C中吸收．

点评：本题主要考查了粗盐的提纯、候氏制碱、海水中提取Mg的原理、利用方程式计算，实验装置分析判断，难度中等，根据所学知识和题干信息分析回答．