Question

Ⅰ．純堿的產量是衡量一個國家化學工業發展水平的重要指標．下面是實驗室摸擬侯氏制堿法生產原理的主要過程：
①20℃時，向濃氨水中通入足量的二氧化碳得到NH₄HCO₃飽和溶液；
②向NH₄HCO₃飽和溶液中加入食鹽細粒，并不斷攪拌，直到NaHCO₃結晶析出完畢；
③將析出的晶體過濾，得到晶體和濾液，洗滌晶體，然后將晶體充分加熱，得到Na₂CO₃；
④向③的濾液中加入食鹽細粒，析出NH₄Cl晶體，過濾，得到NH₄Cl．
（1）請寫出步驟②和③的化學方程式．
②：

 

；
③：

 

．
（2）侯氏制堿法的優點之一是所得的副產品氯化銨是一種氮肥．該化合物遇堿會生成有刺激性氣味的氣體

 

（寫化學式，下同），此氣體可使紫色石蕊試液變藍，以上反應現象可用于檢驗氯化銨中的陽離子．若要通過實驗區分氯化銨和另一種氮肥硝酸銨，常用的試劑是

 

溶液，請比較這兩種氮肥中氮元素的質量分數：氯化銨

 

硝酸銨（選填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ．侯氏制堿法所得的純堿中常含有少量氯化鈉，現用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數（鐵架臺、鐵夾等固定用裝置已略去）．

實驗步驟如下：
①按圖連接裝置，并檢查氣密性；
②準確稱得盛有堿石灰（固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）的干燥管D的質量為83.4g；
③準確稱得6.0g純堿樣品放入裝置B的廣口瓶中；
④打開裝置B的分液漏斗旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產生氣泡為止；
⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數分鐘，然后稱得干燥管D的總質量為85.6g．
試回答：
（1）鼓入空氣的目的是

 

，裝置A中試劑X最適宜選用

 

．
（2）若沒有C裝置，則會導致測定結果

 

（填“偏大”或“偏小”）．
（3）E裝置的作用是

 

．
（4）請根據實驗中測得的有關數據，計算純堿樣品中碳酸鈉的質量分數．（要求：寫出計算過程，結果保留一位小數）

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）碳酸氫銨和氯化鈉反應能生成氯化銨和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解能生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
（2）銨鹽和顯堿性的物質反應能生成氨氣，氯化銨和硝酸銀反應能生成氯化銀沉淀．
Ⅱ．（1）堿石灰能夠吸收二氧化碳和水，氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳；
（2）濃硫酸能夠吸收水；
（3）堿石灰能夠吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳；
（4）根據化學方程式可以進行相關方面的計算．

解答：解：Ⅰ．（1）碳酸氫銨和氯化鈉反應的化學方程式為：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．
碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）氯化銨能和堿反應生成氨氣，氨氣的化學式是NH₃．故填：NH₃．
 氯化銨能和硝酸銀反應生成白色沉淀氯化銀，硝酸銨不能和硝酸銀反應，可以用硝酸銀溶液區別氯化銨和硝酸銨，硝酸銀的化學式是AgNO₃．故填：AgNO₃．
氯化銨中氮元素的質量分數為：

14

53.5

×100%=26.2%；
硝酸銨中氮元素的質量分數為：

28

80

×100%=35%．故填：＜．
Ⅱ．（1）鼓入空氣的目的是驅趕裝置中的氣體，使反應生成的二氧化碳氣體被D中堿石灰完全吸收．故填：驅趕裝置中的氣體，使反應生成的二氧化碳氣體被D中堿石灰完全吸收．
裝置A能夠除去空氣中的二氧化碳，氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳．故填：氫氧化鈉溶液．
（2）若沒有C裝置，二氧化碳中的水蒸氣也能夠被堿石灰吸收，則會導致測定結果偏大．故填：偏大．
（3）E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳與水蒸氣被D中堿石灰吸收使測定結果偏大．故填：防止空氣中的二氧化碳與水蒸氣被D中堿石灰吸收使測定結果偏大．
（4）解：反應生成二氧化碳的質量為：85.6g-83.4g=2.2g，
設純堿樣品中Na₂CO₃的質量為x．
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       2.2g
106：44=x：2.2g
x=5.3g
純堿樣品中碳酸鈉的質量分數為：

5.3g

6.0g

×100%=88.3%．
答：純堿樣品中碳酸鈉的質量分數為88.3%．

點評：本題主要考查物質的性質、用途及其化學方程式的書寫等方面的知識，書寫化學方程式時要注意遵循質量守恒定律．