Question

13．我國(guó)化學(xué)家侯德榜改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如圖1所示：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）往飽和食鹽水中通入足量的NH₃、CO₂，先通NH₃．
（2）從生產(chǎn)流程圖可知，可循環(huán)的物質(zhì)是CO₂．
（3）寫出生產(chǎn)流程中的化學(xué)方程式NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）為了檢驗(yàn)含有NaHCO₃雜質(zhì)的Na₂CO₃產(chǎn)品的純度，現(xiàn)將W₁g產(chǎn)品加熱到恒重，其質(zhì)量為W₂g，則該產(chǎn)品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是圖2中的A．

Answer 1

分析 （1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較��；
（2）聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應(yīng)式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，沉淀池中得到的為碳酸氫鈉，加熱分解生成碳酸鈉、水和CO₂；
（3）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；高溫下，碳酸氫鈉不穩(wěn)定易分解；
（4）加熱發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，利用反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差、結(jié)合差量法來(lái)計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，再計(jì)算碳酸鈉樣品的純度．

解答 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，故答案為：NH₃；
（2）在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應(yīng)的原料同時(shí)也是反應(yīng)的副產(chǎn)物，可以循環(huán)利用，故答案為：CO₂；
（3）在沉淀池氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；碳酸氫鈉不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）設(shè)樣品中含有NaHCO₃雜質(zhì)的質(zhì)量為x，則
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O?質(zhì)量減少△m
2×84      106                62
x                         （w₁g-w₂g）
所以2×84：62=x：（w₁g-w₂g）
解得x=$\frac{84（{W}_{1}-{W}_{2}）}{31}$g，
則w（Na₂CO₃）=1-$\frac{X}{{W}_{1}}$=$\frac{84{W}_{2}-53{W}_{1}}{31{W}_{1}}$，
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和混合物有關(guān)計(jì)算，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，了解制備原理，知道常見物質(zhì)分離的方法，注意根據(jù)質(zhì)量守恒定律理解差量法，難度中等．