Question

（2013?濟(jì)南二模）純堿（Na₂CO₃）在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途．圖1是實(shí)驗(yàn)室模擬制堿原理制取Na₂CO₃的流程圖．
已知：向飽和食鹽水中通入NH₃、CO₂后發(fā)生和反應(yīng)為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl，請回答以下問題：
（1）粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-等．
精制除雜的步驟順序a→

c

→

d

→

e

→b（填字母編號(hào)）．
a．粗鹽溶解，濾去沉渣．b．加入鹽酸調(diào)pH；c．加入Ba（OH）₂溶液；d．加入Na₂CO₃溶液；e．過濾
向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是

NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂

．
（2）灼燒固體A制Na₂CO₃在

a

（填字母序號(hào)）中進(jìn)行．
a．坩堝    b．蒸發(fā)皿    c．燒杯    d．錐形瓶
證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是

取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺

．
對(duì)濾液A進(jìn)行重結(jié)晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃．使pH降低，反應(yīng)的離子方程式

NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃?H₂O+CO₃^2-+H₂O

．
（3）圖2裝置中常用于實(shí)驗(yàn)室制備CO₂的是

bc

（填字母編號(hào)）；用b示意的裝置制備NH₃，分液漏斗中盛放的試劑

濃氨水

（填試劑名稱），燒瓶內(nèi)可加入的固體試劑

生石灰（或NaOH固體）

（填試劑名稱）．
（4）一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃?bNa₂CO₃?cH₂O，某同學(xué)利用下列提供的試劑，設(shè)計(jì)了如下簡單合理測定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)駿方案．（儀器自選）請把實(shí)驗(yàn)方案填全：供選擇的試劑：1mol?L^-1H₂SO₄溶液、1.0mol?L^-1BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca（OH）₂溶液、蒸餾水．
①稱取m₁g一定量天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中．
②

加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過足量的澄清石灰水

．
③

過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

．
④計(jì)算天然堿晶體中含Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）據(jù)根據(jù)SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去，以及根據(jù)不能產(chǎn)生新雜質(zhì)的要求排序，前面加入的過量溶液應(yīng)用后加入的溶液除去，最后加入適量的溶液；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂；
（2）根據(jù)固體在坩堝加熱分解；
根據(jù)NH₄⁺的檢驗(yàn)方法：取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺；
根據(jù)NH₄⁺和HCO₃^-都能與氫氧化鈉反應(yīng)；
（3）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和條件；
根據(jù)在濃氨水中加堿或生石灰，因?yàn)榘彼�中存在下列平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-加入堿或生石灰產(chǎn)生氫氧根離子平衡左移，同時(shí)放出大量的熱促進(jìn)氨水的揮發(fā)，制得氨氣；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：將碳酸根全部轉(zhuǎn)換成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水產(chǎn)生沉淀，通過沉淀的質(zhì)量求出二氧化碳的物質(zhì)的量、Na₂CO₃的物質(zhì)的量和質(zhì)量，最終求出Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與Ba（OH）₂溶液、Na₂CO₃溶液、Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的Ba（OH）₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加Ba（OH）₂溶液再加Na₂CO₃溶液，過濾，最后加入鹽酸，NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂，所以向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通人CO₂，
故答案為：c；d；e；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂；
（2）灼燒固體碳酸氫鈉制Na₂CO₃，在坩堝加熱分解，
取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺，
NH₄⁺和HCO₃^-都能與氫氧化鈉反應(yīng)：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃?H₂O+CO₃^2-+H₂O，
故答案為：a；取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃?H₂O+CO₃^2-+H₂O；
（3）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常選用石灰石和稀鹽酸或大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取，采用固體+液體

不加熱

氣體；
濃氨水中加堿或生石灰，因?yàn)榘彼�中存在下列平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，加入堿平衡左移，同時(shí)放出大量的熱促進(jìn)氨水的揮發(fā)，制得氨氣，
故答案為：b c；濃氨水；生石灰（或NaOH固體）；
（4）實(shí)驗(yàn)的原理：將碳酸根全部轉(zhuǎn)換成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水產(chǎn)生沉淀，通過沉淀的質(zhì)量求出二氧化碳的物質(zhì)的量、Na₂CO₃的物質(zhì)的量和質(zhì)量，最終求出Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以將天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中，加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過足量的澄清石灰水，然后過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀即可，
故答案為：加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過足量的澄清石灰水；過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀．

點(diǎn)評(píng)：本題以制堿原理制取Na₂CO₃，涉及到物質(zhì)的除雜和提純，常見的實(shí)驗(yàn)操作，物質(zhì)的制備等，難度中等，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力．