Question

純堿(Na₂CO₃)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。以下是實(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)生的反應(yīng)為NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O===NaHCO₃↓＋NH₄Cl。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

(1)粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等。

精制除雜的步驟順序是a→________→________→________→b(填字母編號(hào))。

a．粗鹽溶解，濾去沉渣             b．加入鹽酸調(diào)pHc．加入Ba(OH)₂溶液                      d．加入Na₂CO₃溶液

e．過(guò)濾

向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是_________________________ _________________________________________________________________。

(2)灼燒固體A制Na₂CO₃在________(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_____________________________________ _________________________________________________________________。

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)的離子方程式為_(kāi)___________________。

(3)下圖裝置中常用于實(shí)驗(yàn)室制備CO₂的是________(填字母編號(hào))；用b裝置制備N(xiāo)H₃，分液漏斗中盛放的試劑是________(填試劑名稱(chēng))，燒瓶?jī)?nèi)可加入的固體試劑是________(填試劑名稱(chēng))。

(4)一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同學(xué)利用下列提供的試劑，設(shè)計(jì)了如下簡(jiǎn)單合理測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案。(儀器自選)請(qǐng)把實(shí)驗(yàn)方案填全：

供選擇的試劑：1.0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液、1.0 mol·L^－1 BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸餾水

①稱(chēng)取m₁g天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中。

②_______________________________________________________________。

③_______________________________________________________________。

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

Answer 1

解析　(1)除雜時(shí)要保證不引入新的雜質(zhì)，即先加入的物質(zhì)引入的雜質(zhì)離子能被后加入的物質(zhì)除去。故除雜步驟為a→c→d→e→b。NH₃易溶于水，先通入NH₃，再通入CO₂，有利于吸收溶解更多的CO₂，產(chǎn)生更多的HCO₃^－。(2)灼燒固體需在坩堝中進(jìn)行。檢驗(yàn)NH₄^＋是利用NH₄^＋與堿共熱產(chǎn)生NH₃，檢驗(yàn)出NH₃即可。NH₄^＋、HCO₃^－均與OH^－反應(yīng)，故加入NH₄HCO₃，發(fā)生反應(yīng)：

NH₄^＋＋HCO₃^－＋2OH^－===NH₃·H₂O＋H₂O＋CO₃^2－。(3)實(shí)驗(yàn)室制CO₂利用CaCO₃＋2H^＋===Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑，即用“固＋液→氣”的裝置，選b、c。用b裝置制備N(xiāo)H₃，則可利用氨水易揮發(fā)的性質(zhì)，把濃氨水滴加到生石灰或固體NaOH等上面。(4)由所給試劑及實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，所設(shè)計(jì)的方案是利用天然堿晶體與H^＋反應(yīng)，利用產(chǎn)生CO₂的量測(cè)定其組成。

答案　(1)c　d　e　NH₃易溶于水，有利于吸收溶解更多的CO₂

(2)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?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，證明A中含有NH₄^＋　NH₄^＋＋HCO₃^－＋2OH^－===NH₃·H₂O＋CO₃^2－＋H₂O

(3)bc　濃氨水　生石灰(或NaOH固體或堿石灰)

(4)②加入足量稀硫酸并微熱、產(chǎn)生的氣體通過(guò)足量Ca(OH)₂溶液　③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量沉淀