Question

（14分）某校化學(xué)興趣小組欲對(duì)食鹽的用途進(jìn)行探究，獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究。

一、用途之一：作調(diào)味品。

食鹽的主要成份是NaCl， 通過晾曬海水或煮鹽井水、鹽湖水等，可以蒸發(fā)除去水分得到粗鹽．粗鹽中含有難溶性雜質(zhì)（泥沙等）和多種可溶性雜質(zhì)（氯化鎂、氯化鈣等）．

[提出問題]如何才能將粗鹽中難溶性雜質(zhì)和可溶性雜質(zhì)（氯化鎂、氯化鈣）除去，從而獲得較純的食鹽晶體？

[資料準(zhǔn)備]

20℃時(shí)，一些物質(zhì)的溶解度
	OH-	CO32-
Na+	溶	溶
Ca2+	微	不
Mg2+	不	微

[實(shí)驗(yàn)方案]某同學(xué)為了提純粗鹽，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

[交流與表達(dá)]

（1）實(shí)驗(yàn)操作X的名稱是     ，該操作中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和     。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟③的主要目的是             （用化學(xué)方程式回答）；判斷氫氧化鈉溶液已過量的方法是                   。

（3）有同學(xué)認(rèn)為原實(shí)驗(yàn)方案不完善，做出這種評(píng)價(jià)的依據(jù)是               。

二、用途之二：制備氯氣。

工業(yè)上用電解飽和食鹽水來(lái)制備氯氣，可以得到多種化工產(chǎn)品，除氯氣（Cl2）外，還生成密度最小的氣體，向反應(yīng)后的溶液中滴加無(wú)色酚酞試液，溶液變紅，請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

三、用途之三：工業(yè)制堿。

某廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品——純堿（Na2CO3）和化肥NH4Cl。

【相關(guān)資料】

⑴ NH4Cl△NH3↑+HCl↑

⑵已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質(zhì)	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【生產(chǎn)原理】是：將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；分離出NaHCO3，加熱制得純堿。

【生產(chǎn)流程】如下

【問題討論】：

（1）反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為： 。

（2）檢驗(yàn)氣體C的方法 。

（3）在反應(yīng)②中，先通 氣體，目的是 。

【組成確定】

（1）稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無(wú)變化；

（2）另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì) （寫化學(xué)式）。

【含量測(cè)定】

稱取純堿樣品10.8g加入適量水,再加入過量CaCl2溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱得固體質(zhì)量為10.0g，請(qǐng)通過計(jì)算判斷此純堿樣品的純度為 。（保留一位小數(shù)）

【總結(jié)反思】

某同學(xué)認(rèn)為，在上述純堿含量測(cè)定中，將CaCl2溶液改為BaCl2溶液，測(cè)定誤差會(huì)減小，其理由是 。

 

Answer 1

一、（1）過濾 ； 漏斗 ；（2）MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl ； 不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀；

（3）在除去MgCl2和CaCl2的同時(shí)，又引入了新的雜質(zhì)NaOH和Na2CO3（或在除去Ca2+和Mg2+的同時(shí)又引入了新的雜質(zhì)離子OH—和CO32—）；二、2NaCl+2H2O通電2NaOH+H2↑+Cl2↑； 三、NH3+ CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓ +NH4Cl；（1）2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑ ；（2）將氣體C通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁；（3）NH3 ； 增大產(chǎn)量（其它意思相近的表述，也可得分，如增大CO2的溶解量） NaCl ；98.1%； 等質(zhì)量的碳酸鈉與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的（相對(duì)）誤差�。�1分，其他意思相近的表述，也可得分）

【解析】

試題分析：一、（1）經(jīng)實(shí)驗(yàn)操作X得到沉淀和溶液，是將不溶性物質(zhì)與液體分開，是過濾操作；該操作中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗（制作過濾器）；（2）依據(jù)粗鹽成分及資料準(zhǔn)備可知，氫氧化鎂不溶于水，故實(shí)驗(yàn)步驟③的主要目的是除去氯化鎂：氯化鎂與氫氧化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉；判斷氫氧化鈉溶液已過量的方法是向溶液A中繼續(xù)加入氫氧化鈉，不再產(chǎn)生沉淀；（3）因?yàn)樵诔��?/span>MgCl2和CaCl2的同時(shí)，加入了過量的NaOH和Na2CO3，又引入了新雜質(zhì)；

二、依據(jù)題意和質(zhì)量守恒定律可得：電解飽和食鹽水時(shí)，生成氯氣、氫氣（密度最小的氣體）和氫氧化鈉（向反應(yīng)后的溶液中滴加無(wú)色酚酞試液，溶液變紅，則溶液顯堿性），故反應(yīng)物有氯化鈉和水，反應(yīng)條件為通電；

三、依據(jù)題意和質(zhì)量守恒定律（化學(xué)變化前后元素種類不變）可得：反應(yīng)物為NH3、 CO2、NaCl、H2O，生成物為NaHCO3和NH4Cl，使溶解度小的表現(xiàn)為沉淀，使復(fù)分解反應(yīng)能夠發(fā)生；

【問題討論】（1）反應(yīng)③中得到純堿的反應(yīng)為：NaHCO3受熱分解得到碳酸鈉、水、二氧化碳；（2）氣體C為二氧化碳檢驗(yàn)方法為：通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁；（3）在反應(yīng)②中，先通氨氣，目的是使溶液顯堿性，吸收更多的二氧化碳，增加產(chǎn)量；

【組成確定】（2）加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，說(shuō)明溶液中含有氯離子，可確定純堿樣品含有雜質(zhì)NaCl；

【含量測(cè)定】純堿樣品10.8g與過量CaCl2溶液完全反應(yīng)，已知沉淀為10.0g，由Na2CO3與CaCl2生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉化學(xué)方程式即可計(jì)算出純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量，進(jìn)而求得其純度.

【總結(jié)反思】

在純堿含量測(cè)定中，若將CaCl2溶液改為BaCl2溶液，等質(zhì)量的碳酸鈉與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的（相對(duì)）誤差小（1分，其他意思相近的表述，也可得分）

考點(diǎn)：海水制堿；化學(xué)方程式計(jì)算；化學(xué)方程式的書寫；離子的檢驗(yàn)