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+、SO42-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

【答案】

（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+CO32-+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）　

【解析】

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SO42-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CO32—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+CO32-+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。

考点：考查物质的分离提纯、侯德榜制碱法的原理、气体的制备及实验方案的设计。