Question

工业生产纯碱的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
（1）工艺流程中多次用到“过滤”操作，过滤操作中用到的玻璃仪器有

 

．
（2）实验过程中先“氨化”，后“碳酸化”，理由是

 

．
（3）工业纯碱含有少量碳酸氢钠，某兴趣小组为测定某工业纯碱中碳酸钠的质量分数，设计了下列实验方案：
方案一：分别称量干燥坩埚（m₁ g）和纯碱样品的质量（m₂ g），将纯碱样品放人坩埚中充分加热．将坩埚置于干燥器中冷却后称量，重复“加热、冷却、称量”操作多次后，最终称量坩埚和剩余样品的总质量为m₃ g，则样品中纯碱的质量分数为

 

（用含m₁、m₂、m₃的代数式表示）．
方案二：正确称取样品w g，用如图装置进行实验．

①装置C中试剂是

 

．
②E装置的作用是

 

，若不连接E装置所测Na₂CO₃的质量分数

 

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
③反应前通入N₂，反应后继续通人N₂的目的是

 

．
（4）纯碱在生产生活中有广泛的应用．
①纯碱可用于除灶台油污．其原因是（结合离子方程式表述）

 

．
②工业上，可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品．如用饱和纯碱溶液与Cl₂反应制取有效成分为NaClO的消毒液，其反应的离子方程式是

 

．（已知：酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；
（2）根据氨气和二氧化碳的溶解性判断；
（3）方案一：碳酸氢钠不稳定，加热易分解，根据质量变化可计算碳酸氢钠的质量，进而计算纯碱的质量分数；
方案二：原理是利用硫酸和样品反应生成二氧化碳，用浓硫酸除去二氧化碳中的水，用碱石灰吸收二氧化碳，根据二氧化碳的质量列方程组可计算质量分数，为减小实验误差，应通入氮气将装置内的二氧化碳全部排出，保证被完全吸收；
（4）纯碱为强碱弱酸盐，水解呈碱性，油污可在碱性条件下水解；氯气在碱性条件下反应可生成次氯酸盐．

解答： 解：（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）氨气易溶于水，且溶液呈碱性，有利于二氧化碳的吸收，故答案为：氨化后溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳；
（3）方案一：碳酸氢钠不稳定，加热易分解，发生：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，加热前坩埚和样品的质量为（m₁+m₂）g，加热后坩埚和剩余样品的总质量为m₃ g，
则2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
 168g       106g               62g
 x                           （m₁+m₂-m₃）g
x=

84(m1+m2-m3)

31

g，
所以m（Na₂CO₃）=m₂ g-

84(m1+m2-m3)

31

g，
所以样品中纯碱的质量分数为[1-

84(m1+m2-m3)

31m2

]×100%，
故答案为：[1-

84(m1+m2-m3)

31m2

]×100%；
方案二：原理是利用硫酸和样品反应生成二氧化碳，用浓硫酸除去二氧化碳中的水，用碱石灰吸收二氧化碳，根据二氧化碳的质量列方程组可计算质量分数，为减小实验误差，应通入氮气将装置内的二氧化碳全部排出，保证被完全吸收，则
①C中盛有浓硫酸，用于除去二氧化碳气体中的水，故答案为：浓硫酸；
②E可防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入D装置，以免造成实验误差，导致误差偏小，故答案为：防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入D装置；偏小；
③反应前通入氮气，可将装置内的空气排出，反应后继续通入氮气，可将装置内的二氧化碳全部排出，保证被完全吸收，
故答案为：排进装置内的空气；将生成的二氧化碳从容器内排出，被D装置中碱石灰吸收；
（4）①纯碱为强碱弱酸盐，水解呈碱性，油污可在碱性条件下水解，反应的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：CO₃^2-水解呈碱性CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，油污在碱性条件下水解，达到去污目的；
②纯碱为强碱弱酸盐，水解呈碱性，氯气在碱性条件下反应可生成次氯酸盐，反应的离子方程式为2CO₃^2-+Cl₂+H₂O=Cl^-+ClO^-+2HCO₃^-，
故答案为：2CO₃^2-+Cl₂+H₂O=Cl^-+ClO^-+2HCO₃^-．

点评：本题考查较为综合，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及反应的实验原理，难度中等．