Question

【題目】海水曬鹽得到的粗鹽除去雜質后，除可做調料，還可以作為工業原料。某工廠用電解飽和食鹽水的方法生產氯氣、燒堿、氫氣等化工產品（反應的方程式為：2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑ + H2↑），這種工業稱為“氯堿工業”，它是目前化學工業的重要支柱之一。某興趣小組同學對存放的該廠生產的燒堿樣品產生興趣，對該樣品的成分進行了如下探究：

（提出問題）該燒堿樣品中可能含有哪些雜質？

（猜想）甲同學：可能含有NaCl

乙同學：可能含有Na2CO3,乙同學猜想的依據是_________________。

（實驗探究）為探究該燒堿樣品的成分及樣品的純度（氫氧化鈉在樣品中所占的質量分數），甲、乙兩同學通過思考分別設計了如下實驗：

甲同學設計如下方案對燒堿樣品的組成進行探究，請回答：

（1）試劑X應選用_________（填化學式）才能依據相應的現象得出正確結論。

乙同學設計了如下方案測定該燒堿樣品的純度：

（2）滴加足量Ca(NO3)2的目的是__________________。

（3）請利用乙同學的實驗數據，計算該樣品中碳酸鈉的質量，寫出計算過程______________。

（4）該燒堿樣品中氫氧化鈉的質量分數為_____。（不寫計算過程，結果精確到0.1%）

（5）實驗結束后，兩同學發現測得的該燒堿樣品純度低于工廠樣品純度，請從實驗操作的角度分析，原因可能是_______________。

Answer 1

【答案】NaOH與CO2發生反應生成Na2CO3 HNO3 使溶液中的碳酸鈉完全參加反應 1.06g 91.1% 過濾后的沉淀沒有洗滌導致沉淀質量增大，雜質結果偏大，樣品純度降低

【解析】

猜想：

二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，因此可能有碳酸鈉；

實驗探究：

硝酸和氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水，硝酸和碳酸鈉反應生成硝酸鈉和水、二氧化碳，硝酸和氯化鈉不反應；向燒堿樣品加足量的水溶解得到溶液A，向所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過量得到溶液B，一開始無明顯現象，是稀硝酸和氫氧化鈉反應，一段時間后產生能使澄清石灰水渾濁的氣體，此時是稀硝酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，因此樣品中含有的雜質是碳酸鈉；向溶液B中滴加幾滴硝酸銀溶液，產生白色沉淀氯化銀，說明樣品中還含有氯離子，即樣品的雜質有氯化鈉；試劑X應選用HNO3才能依據相應的現象得出正確結論。

（2）硝酸鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和硝酸鈉，滴加足量Ca(NO3)2的目的是使溶液中的碳酸鈉完全參加反應。

（3）解：設該樣品中碳酸鈉的質量為x，即參加反應的碳酸鈉的質量為x，硝酸鈣和碳酸鈉反應生成硝酸鈉和碳酸鈣沉淀，

解得x=1.06g，

答：該樣品中碳酸鈉的質量為1.06g。

（4）解：設設該樣品中氯化鈉的質量為y，即參加反應的氯化鈉的質量為y，氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉；

解得y=1.17g，

則樣品中氫氧化鈉的質量為25g-1.06g-1.17g=22.77g

則該燒堿樣品中氫氧化鈉的質量分數為

答：該燒堿樣品中氫氧化鈉的質量分數為91.1%。

（5）實驗結束后，兩同學發現測得的該燒堿樣品純度低于工廠樣品純度，從實驗操作的角度分析，原因可能是過濾后的沉淀沒有洗滌導致沉淀質量增大，雜質結果偏大，樣品純度降低。