Question

【題目】純堿(Na2CO3)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。

Ⅰ．以下是實驗室模擬制堿原理制取Na2CO3的流程圖。

下表是四種物質(zhì)在100g水中不同溫度的溶解度

(1)粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。精制除雜的步驟順序是a→________→________→________→b(填字母編號)。

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

(2)向飽和食鹽水中先通入_______，后通入________，生成固體A的化學方程式為____

Ⅱ．制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學習小組分別設(shè)計了如下實驗方案．請回答下列有關(guān)問題：

方案一：把6g樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干后得到5g固體。

(3)洗滌沉淀的具體操作是_____________________________。

(4)根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為___________(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)。

方案二：利用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)(鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去)。

已知：堿石灰為氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。

(5)實驗開始前應(yīng)進行的操作是______________________________。

(6)儀器a的名稱為___________________，裝置A中試劑X應(yīng)選用_________________。

(7)裝置E的作用是_________________________________。

Answer 1

【答案】c d e NH3 CO2 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl 加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復2～3次 88.3% 檢查裝置氣密性 分液漏斗 NaOH溶液 吸收空氣中的水蒸氣和CO2

【解析】

Ⅰ．（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分別與Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，過量的Na2CO3溶液能除去過量的Ba（OH）2溶液，然后可再通過過濾除去沉淀，鹽酸能除去過量的Na2CO3溶液，據(jù)以上分析解答。

(2) NH3易溶于水，溶液顯堿性，有利于吸收溶解度不大的CO2；氨氣、二氧化碳、氯化鈉和水共同作用生成氯化銨和碳酸氫鈉，據(jù)此寫出方程式；

Ⅱ．方案一：固液分離開后，洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復操作2-3次；
因為氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，所以根據(jù)n(CaCO3)=n(CO32-) =n(Na2CO3)關(guān)系可以計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計算樣品的質(zhì)量分數(shù)。

方案二：本實驗是通過碳酸鈉和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,用堿石灰來吸收二氧化碳,根據(jù)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來計算碳酸鈉的質(zhì)量,進而計算質(zhì)量分數(shù)，故實驗過程中應(yīng)防止空氣中水和二氧化碳干擾實驗，把產(chǎn)生的二氧化碳全部被堿石灰吸收；實驗開始前要檢查裝置的氣密性；根據(jù)裝置的特點及實驗?zāi)康?/span>，分析鼓入空氣這一操作的目的和裝置A中堿液的作用；可以根據(jù)空氣中的成分來分析裝置E在整個裝置中所起到的作用。

Ⅰ．（1）（1）SO42-、Ca2+、Mg2+等分別與Ba（OH）2溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，過量的Na2CO3溶液能除去過量的Ba（OH）2溶液，然后可再通過過濾除去沉淀，鹽酸能除去過量的Na2CO3溶液；綜上分析可知精制除雜的步驟順序是a→c→d→e→b；

因此，本題正確答案是：c；d；e；

(2)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；反應(yīng)的方程式為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；
因此，本題正確答案是：NH3，CO2；NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。

Ⅱ．(3) 樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液會生成碳酸鈣沉淀，分離固液混合物的方法為過濾，洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復操作2-3次；
綜上所述，本題答案是：加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復2～3次。

(4)碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干后得到5g固體碳酸鈣，其物質(zhì)的量為0.05mol，則n(CaCO3)=n(CO32-)=n(Na2CO3)=0.05 mol，所以碳酸鈉的質(zhì)量為0.05×106=5.3g，純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為5.3/6×100%=88.3%；

綜上所述，本題答案是：88.3%。

(5)進行氣體的制備或驗證性實驗之前，都要檢查裝置氣密性，以防裝置漏氣，影響實驗或帶來危險；綜上所述，本題答案是：檢查裝置氣密性。

(6)儀器a為控制滴加液體的玻璃儀器，其名稱為分液漏斗；根據(jù)題意可以知道我們是通過測定二氧化碳的質(zhì)量來測定碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結(jié)果，因此在A中裝了堿性溶液來吸收空氣中的二氧化碳,故裝置A中試劑可選用NaOH溶液 ；

綜上所述，本題答案是：分液漏斗；NaOH溶液。

(7) 如果D裝置直接與外界空氣相連通,則空氣中的水蒸氣和二氧化碳會進入D裝置而對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以裝置E的作用則是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進入裝置D中；

因此，本題正確答案是: 吸收空氣中的水蒸氣和CO2。