Question

2．碳酸鈉在輕工、建材、紡織、國防、醫(yī)藥等工業(yè)中有重要的應(yīng)用．
（1）工業(yè)碳酸鈉（純度約為98%）中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO₄^2-等雜質(zhì)，提純工藝線路如下：

碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示

請回答下列問題：
①試劑A是氫氧化鈉溶液，“母液”中除了含有Na⁺、CO₃^2-、OH^-離子外，還含有Cl^-、SO₄^2-等離子，過濾要“趁熱”的目的是提高Na₂CO₃•H₂O含量．
②檢驗試劑Na₂CO₃中Cl^-和SO₄^2-是否除盡，選用的試劑及加入的先后次序是c（填序號）．
a．HCl、BaCl₂、AgNO₃            b．AgNO₃、HNO₃、Ba（NO₃）₂
c．HNO₃、Ba（NO₃）₂、AgNO₃      d．AgNO₃、HCl、BaCl₂
（2）“侯氏制堿法”的原理：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl
圖1是某興趣小組在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO₃所用到的主要裝置．

請回答下列問題：
①各儀器口的鏈接順序為a接e、f接d，b接c，實驗時先向飽和NaCl溶液中通入較多的NH₃，再通入足量的CO₂，其原因是a（填寫序號字母）．
a．使CO₂更易被吸收       b．NH₃比CO₂更易制取    c．CO₂的密度比NH₃大
②該興趣小組用圖2比較C、N、Si三種元素的非金屬性強(qiáng)弱，B中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的實驗現(xiàn)象是c中生成白色膠狀物質(zhì)．（H₂SiO₃是一種不溶于水的白色膠狀物）；
指出該實驗不嚴(yán)謹(jǐn)之處c裝置中的Na₂SiO₃溶液吸收空氣中的CO₂等酸性氣體生成白色沉淀干擾實驗結(jié)果．

Answer 1

分析 （1）①工業(yè)碳酸鈉中含有Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，除去溶液中的Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，濾液中除了含有 Na⁺、CO₃^2-、OH^-離子外，還含有Cl^-、SO₄^2-；依據(jù)碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)解答過濾要“趁熱”的目的；
②a．HCl、BaCl₂、AgNO₃，此順序中，氯離子會干擾是否除凈的實驗；
b．AgNO₃、HNO₃、Ba（NO₃）₂，此順序中先加入硝酸銀碳酸根離子、氯離子、硫酸根離子都會沉淀，無法檢驗硫酸根離子是否除凈；
c．HNO₃、Ba（NO₃）₂、AgNO₃，顯加入硝酸和碳酸鈉反應(yīng)，再加入硝酸鋇檢驗是否含有硫酸根離子，最后用硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子；
d．AgNO₃、HCl、BaCl₂，此順序中先加入硝酸銀碳酸根離子、氯離子、硫酸根離子都會沉淀，加入鹽酸后氯離子無法檢出；
（2）①A為制取二氧化碳裝置，B為制取氨氣的裝置，C為氨氣、二氧化碳、氯化鈉溶液反應(yīng)裝置，D為洗氣裝置，除去二氧化碳中的氯化氫，要完成實驗應(yīng)分別制取潔凈二氧化碳、氨氣，據(jù)此排序；依據(jù)二氧化碳、氨氣在水中的溶解性判斷通入的先后順序；
②比較C、N、Si三種元素的非金屬性強(qiáng)弱，可以利用其最高價含氧酸的酸性強(qiáng)弱比較，硝酸制取碳酸，碳酸制取硅酸，據(jù)此判斷B中試劑；
c漏置于空氣中，空氣中的二氧化碳等酸性氣體能夠與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，對實驗造成干擾；

解答 解：（1）①因工業(yè)碳酸鈉中含有Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）₂、Fe（OH）₃；除去g²⁺，F(xiàn)e³⁺，濾液中除了含有 Na⁺、CO₃^2-、OH^-離子外，還含有Cl^-、SO₄^2-；依據(jù)流程圖可知過濾得到產(chǎn)品為Na₂CO₃•H₂O和母液，而從碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)可知溫度較高時析出物質(zhì)為Na₂CO₃•H₂O，所以過濾要“趁熱”的目的是 提高Na₂CO₃•H₂O含量，
故答案為：氫氧化鈉溶液；Cl^-、SO₄^2-；高Na₂CO₃•H₂O含量；
②a．按照此順序加入試劑HCl、BaCl₂、AgNO₃，氯離子會干擾是否除凈的實驗，故a錯誤；
b．按照此順序加入試劑AgNO₃、HNO₃、Ba（NO₃）₂，順序中先加入硝酸銀碳酸根離子、氯離子、硫酸根離子都會沉淀，無法檢驗硫酸根離子是否除凈，故b錯誤；
c．按照此順序加入試劑HNO₃、Ba（NO₃）₂、AgNO₃，先加入硝酸和碳酸鈉反應(yīng)，再加入硝酸鋇檢驗是否含有硫酸根離子，最后用硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子，故c正確；
d．按照此順序加入試劑AgNO₃、HCl、BaCl₂，順序中先加入硝酸銀碳酸根離子、氯離子、硫酸根離子都會沉淀，加入鹽酸后氯離子無法檢出，故d錯誤；
故選：c；
（2）①由于CO₂在水中的溶解度小，而氨氣極易溶于水，因此先通入氨氣，然后再通入CO₂，由于氨氣極易溶于水需要防止倒吸，因此c通入NH₃，d通入CO₂，裝置A制備的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，需要通過飽和碳酸氫鈉溶液除去，裝置儀器接口的連接順序為：aefd，cb，
先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應(yīng)，更有利于二氧化碳?xì)怏w的吸收，故選a，
故答案為：efdc，a；
②酸性強(qiáng)的可以制備反應(yīng)生成酸性弱的，裝置中的試劑分別為：分液漏斗中為硝酸，A中為大理石，硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳，硝酸酸性大于碳酸，為避免揮發(fā)出硝酸干擾，二氧化碳通過飽和碳酸氫鈉溶液除去硝酸蒸氣，能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的實驗現(xiàn)象是，得到二氧化碳?xì)怏w通入燒杯中的硅酸鈉溶液，生成硅酸白色膠狀沉淀，證明碳酸酸性大于硅酸；c漏置于空氣中，空氣中的二氧化碳等酸性氣體能夠與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，對實驗造成干擾，
故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液，C中出現(xiàn)白色膠狀沉淀；c裝置中的Na₂SiO₃溶液吸收空氣中的CO₂等酸性氣體生成白色沉淀干擾實驗結(jié)果．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的分離提純，物質(zhì)制備實驗流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握實驗基本操作和物質(zhì)的制備原理和檢驗方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．