Question

3．工業(yè)制純堿，是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳，獲得碳酸氫鈉晶體，它的反應(yīng)原理可用下列化學(xué)方程式表示：
NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃     …①
NH₄HCO₃+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl   …②
將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿．請(qǐng)回答：
（1）工業(yè)所制純堿中常含有少量的氯化鈉雜質(zhì)，其原因是結(jié)晶析出的碳酸氫鈉晶體表面沾有從溶液中帶出的少量氯化鈉．
（2）現(xiàn)有甲、乙兩組的學(xué)生，欲測(cè)定某工業(yè)純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)如下．

甲組：取10.00g樣品，利用上圖所示裝置，測(cè)出反應(yīng)后裝置C中堿石灰的增重為3.3g．
乙組：取10.00g樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出，加熱蒸發(fā)所得物并在干燥器中冷卻至室溫后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g．
請(qǐng)分析、計(jì)算后填表：

分析與計(jì)算	計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)	對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)	實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因及對(duì)結(jié)果的影響
甲組	79.5%	失敗	加入的稀硫酸沒有完全將碳酸鈉反應(yīng)掉，且沒有冷卻至室溫，部分二氧化碳存在于裝置內(nèi)，沒有被C裝置內(nèi)的堿石灰所吸收，造成測(cè)量結(jié)果偏小
乙組	99.6%	成功

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸氫鈉的生產(chǎn)過程來分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳這一方程式反應(yīng)前后質(zhì)量變化來分析．

解答 解：（1）因?yàn)镹H₄HCO₃+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl，所以生成的碳酸氫鈉表面會(huì)沾有部分氯化鈉，在加熱碳酸氫鈉的過程中，碳酸氫鈉分解為了碳酸鈉，而氯化鈉不分解，故填：結(jié)晶析出的碳酸氫鈉晶體表面沾有從溶液中帶出的少量氯化鈉；   
（2）設(shè)甲族生成3.3g二氧化碳需要碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                      3.3g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{3.3g}$
x=7.95g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{7.95g}{10.00g}×100%$=79.5%
此實(shí)驗(yàn)中加入的稀硫酸沒有完全將碳酸鈉反應(yīng)掉，且沒有冷卻至室溫，部分二氧化碳存在于裝置內(nèi)，沒有被C裝置內(nèi)的堿石灰所吸收，因此實(shí)驗(yàn)失敗；
故填：79.5%；加入的稀硫酸沒有完全將碳酸鈉反應(yīng)掉，且沒有冷卻至室溫，部分二氧化碳存在于裝置內(nèi)，沒有被C裝置內(nèi)的堿石灰所吸收，造成測(cè)量結(jié)果偏小；
取10.00g樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出，加熱蒸發(fā)所得物并在干燥器中冷卻至室溫后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g．設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106         117
y          10.99g
$\frac{106}{117}=\frac{y}{10.99g}$
y≈9.96g
則碳酸鈉樣品中，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.96g}{10.00g}×100%$=99.6%
故填：99.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題充分考查利用課本知識(shí)解決新問題能力，能加深學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力、分析解決問題的能力，難度稍大．