Question

【題目】某校化學興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關問題進行研究．

產品原理：該廠采用“侯氏制堿法”生產化工產品﹣﹣純堿（Na2CO3）和化肥NH4Cl．

生產原理是：將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3晶體和NH4Cl溶液，反應的化學方程式為：_____；后分離出NaHCO3，加熱制得純堿．

生產流程：

相關資料：

（1）NH4Cl NH3↑+HCl↑

（2）已知20℃時有關物質的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

物質	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

問題討論：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，相同操作的名稱為_____．反應①中發生了兩個反應，寫出其中一個化學方程式：_____，反應①加適量的鹽酸，適量是指_____．

（2）檢驗揮發性氣體C的方法_____．

（3）上述生產流程中可循環使用的是_____（填序號）．

A揮發性氣體C； B溶液D； C氫氧化鎂；D化肥NH4Cl

組成確定：

（1）稱取一定質量的純堿樣品，經多次充分加熱后，再稱重，質量無變化；

（2）另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀．由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質_____（寫化學式）．

含量測定：

	實驗一	實驗二	實驗三	實驗四
固體混合物溶液質量	100g	100g	100g	100g
加入CaCl2溶液質量	10g	20g	30g	40g
生成的沉淀的質量	4g	m	10g	10g

稱取該純堿樣品44g固體混合物，加水配成400g溶液，平均分為四份，然后分別加入一定質量分數的CaCl2溶液，實驗數據見表：

請分析表中數據回答并計算：

（1）m＝_____g；

（2）在實驗三中，完全反應后所得溶液中溶質氯化鈉的質量分數是多少？_____（要求寫計算過程，結果保留0.1%）

總結反思：

請通過計算并結合下表判斷此純堿樣品等級為_____品，在上述純堿含量測定中，將CaCl2溶液改為BaCl2溶液，測定誤差會減小．

工業純堿標準：（Na2CO3% ）
優等品	一等品	合格品	次品
≥95	≥80	≥75	≤40

Answer 1

【答案】NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl 過濾 NaOH+HCl═NaCl+H2O 滴到無氣泡放出為止 將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁 A、B NaCl 8 10.1% 優等

【解析】

根據純堿的制取以及有關的物質的性質進行分析。過濾是分離不溶性固體和液體的方法，氫氧化鈉和碳酸鈉都能與鹽酸發生化學反應，鹽酸能與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；組成確定：根據表格提供的數據分析得出m的值，通過計算碳酸鈉的含量，確定其等級。

[產品原理]將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3晶體和NH4Cl溶液，該反應是氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，故填：NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl；

[問題討論]（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，都是得到了固體和液體，屬于過濾法分離混合物，溶液中的氫氧化鈉和碳酸鈉都能與鹽酸反應，碳酸鈉與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，滴入的鹽酸當無氣泡冒出時為止，故填：過濾，NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，滴到無氣泡放出為止；

（2）碳酸氫鈉受熱分解生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故檢驗二氧化碳使用的是石灰水，故填：將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁；

（3）A、得到的揮發性氣體C是二氧化碳，可以循環利用；

B、得到的溶液D中含有氯化鈉，可以循環利用；

C、氫氧化鎂不能循環利用；

D、氯化銨是反應的副產物，不能循環利用；故填：A、B。

[組成確定]：得到的產物與酸化的硝酸銀溶液反應產生了白色沉淀，則可以推出樣品中含有氯化鈉，故填：NaCl；

[含量測定]（1）根據表格可以看出，實驗一中10g氯化鈣溶液生成沉淀的質量是4g，實驗三中30g氯化鈣溶液生成沉淀的質量是10g，表明實驗二中的氯化鈣溶液全部參加反應且生成沉淀的質量是8g，故填：8；

（2）解：設參加反應的Na2CO3的質量為x，生成的氯化鈉的質量為y

解得：x＝10.6g y＝11.7g

氯化鈉的質量分數為：＝10.1%

答：氯化鈉的質量分數為10.1%；

[總結反思]碳酸鈉的含量為：＞95%，故該純堿樣品為優等，故填：優等。