Question

興趣小組參觀某制堿廠后，獲得以下信息并對相關問題進行研究．
【查閱資料】
①粗鹽中含有少量可溶性雜質（MgCl₂和CaCl₂）及不溶性雜質．
②反應原理：NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，將分離出的晶體A充分加熱，可制得純堿．
③NH₄Cl NH₃↑+HCl↑．
④無水硫酸銅遇水變藍
⑤部分生產流程如下圖所示：

【問題討論】
（1）①寫出加入氫氧化鈉溶液所發生反應的化學方程式    ．
②操作Ⅱ的名稱為    ．
③反應（1）中加適量鹽酸的作用是    ．
④反應（2）中為提高產率，所加氣體的順序是    （填字母）．
A．先通入二氧化碳再通氨氣     B．先通入氨氣再通二氧化碳
（2）上述生產流程中不可循環使用的是    （填字母）．
A．CO₂        B．NH₃        C．HCl         D．NaOH
【組成探究一】
（3）①晶體A受熱分解的化學方程式為    ．
②設計實驗檢驗純堿樣品中是否混有晶體A請完成下表：

選擇的裝置	實驗現象	實驗結論
		樣品不含晶體A

【組成探究二】
（4）取純堿樣品加水溶解，向其中加入過量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．產生沉淀的方程式為    ，確定純堿樣品含有雜質NaCl．
【組成探究三】
（5）同學們為了測定該純堿樣品的純度，設計了如下實驗：

①判斷加入BaCl₂溶液是否過量的合適方法是    ，觀察現象判斷．
A．靜置混合物X，向上層清液中再滴BaCl₂溶液
B．向濾液Y中滴加BaCl₂溶液
②判斷濾渣是否洗滌干凈，可采取向洗滌液中滴加    ，觀察現象判斷．
A．BaCl₂溶液       B．稀H₂SO₄      C．Na₂CO₃溶液    D．稀HCl
③根據實驗數據，計算樣品中碳酸鈉的質量分數為       （寫出計算過程）

Answer 1

【答案】分析：（1）①氫氧化鈉和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，從而除去氯化鎂，可以據此解答該題；
②操作Ⅱ后得到的是晶體和溶液，所以可以判斷該操作為過濾；
③加入的氫氧化鈉和碳酸鈉是過量的，為了得到純凈的氯化鈉而加入適量的稀鹽酸，可以據此解答該題；
④氨氣易溶于水，而二氧化碳的溶解能力比氨氣的差，所以應該先通入氨氣，再通入二氧化碳，可以據此解答該題；
（2）根據反應物與生成物中的共同物質考慮；
（3）①根據查閱資料部分可以判斷晶體A為碳酸氫鈉，碳酸氫鈉分解生成了碳酸鈉、水和二氧化碳，可以據此解答該題；
②碳酸氫鈉受熱易分解，所以可以對所得的碳酸鈉進行加熱，若生成能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體，則可以判斷碳酸鈉中含有晶體A，即碳酸氫鈉；
（4）氯化鈉與硝酸銀反應可生成不溶于硝酸的氯化銀沉淀；
（5）①根據氯化鋇與碳酸鈉反應可生成碳酸鋇沉淀分析；
②判斷濾渣是否洗滌干凈，實際上是檢驗過量的氯化鋇溶液是否洗凈；然后根據氯化鋇可與稀硫酸和碳酸鈉溶液反應生成沉淀進行分析解答；
③根據白色固體是碳酸鋇，據其質量結合方程式計算碳酸鈉的質量，進而計算樣品中碳酸鈉的質量分數．
解答：解：（1）①氫氧化鈉和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，從而除去氯化鎂，該反應的化學方程式為：2NaOH+MgCl₂═Mg（OH）₂↓+2NaCl；
②過濾是把固體與液體分開的操作，操作Ⅱ將混合物分成了晶體與溶液，正是通過過濾操作；
③加入的氫氧化鈉和碳酸鈉是過量的，為了得到純凈的氯化鈉而加入適量的稀鹽酸，從而得到較純凈的氯化鈉溶液；
④氨氣易溶于水，而二氧化碳的溶解能力比氨氣的差，所以應該先通入氨氣，再通入二氧化碳，故選B；
（2）根據生產流程中涉及的方程式和流程圖，發現二氧化碳、氨氣、氯化氫、碳酸鈉為重復使用的物質，而氫氧化鈉得不到重復利用；
故選D；
（3）①由題意知：晶體A充分受熱，可分解制得純堿；依據反應流程圖可知A是碳酸氫鈉，化學反應前后元素的種類不變，從而推測出碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；該反應的化學方程式為：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
②碳酸鈉化學性質穩定，碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，無水硫酸銅遇水變藍，可用來檢驗水，據此可設計實驗；
（4）取純堿樣品加水溶解，向該溶液中加入過量稀HNO₃，反應掉碳酸鈉，再滴加AgNO₃溶液，仍有白色沉淀，說明一定含有氯化鈉，反應的方程式為AgNO₃+NaCl═AgCl↓+NaNO₃
（5）①判斷加入氯化鋇溶液是否過量的合適方法是：靜置混合物X，向上層清液中再滴少許氯化鋇溶液，如有沉淀生成，說明氯化鋇溶液不足；故選A；
②判斷濾渣是否洗滌干凈，實際上是檢驗過量的氯化鋇溶液是否洗凈；氯化鋇可與稀硫酸和碳酸鈉溶液反應生成硫酸鋇和碳酸鋇沉淀，通過觀察是否有沉淀生成可判斷氯化鋇溶液是否洗凈；故選BC；
③設樣品中碳酸鈉的質量是X
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
      106     197
      X       19.7g

 X=10.6g
所以樣品中碳酸鈉的質量分數是：×100%=88.3%
答：樣品中碳酸鈉的質量分數是88.3%．
故答案為：（1）①2NaOH+MgCl₂═Mg（OH）₂↓+2NaCl；
②過濾；
③除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉；
④B；
（2）D；
（3）①2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
②

選擇的裝置	實驗現象	實驗結論
AB	B中澄清石灰水不變渾濁	樣品不含晶體A

（4）AgNO₃+NaCl═AgCl↓+NaNO₃
（5）①A；
②BC；
③88.3%．
點評：本題充分考查利用課本知識解決新問題能力，能加深學生對課本知識的理解，訓練學生的思維能力、分析解決問題的能力，難度稍大．