Question

純堿(Na₂CO₃)在生產生活中具有廣泛的用途。以下是實驗室模擬制堿原理制取Na₂CO₃的流程圖。

已知：向飽和食鹽水中通入NH₃、CO₂后發生的反應為NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O=NaHCO₃↓＋NH₄Cl。請回答以下問題：
(1)粗鹽中含有的雜質離子有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－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pH
c．加入Ba(OH)₂溶液
d．加入Na₂CO₃溶液
e．過濾
向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是                                      。
(2)灼燒固體A制Na₂CO₃在       (填字母序號)中進行。
a．坩堝      b．蒸發皿     c．燒杯       d．錐形瓶
證明濾液A中含有NH₄^＋的方法是                                        。
對濾液A進行重結晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH＝13含Na^＋、K^＋的溶液中加入少量NH₄HCO₃使pH降低，反應的離子方程式為                   。
(3)下圖裝置中常用于實驗室制備CO₂的是       (填字母編號)；用b裝置制備NH₃，分液漏斗中盛放的試劑是       (填試劑名稱)，燒瓶內可加入的固體試劑是       (填試劑名稱)。

(4)一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同學利用下列提供的試劑，設計了如下簡單合理測定Na₂CO₃的質量分數的實驗方案。(儀器自選)請把實驗方案填全：
供選擇的試劑：1.0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液、1.0 mol·L^－1 BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸餾水
①稱取m₁g天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中。
②                                                              。
③                                                              。
④計算天然堿晶體中含Na₂CO₃的質量分數。

Answer 1

(1)c　d　e　NH₃易溶于水，有利于吸收溶解更多的CO₂
(2)a　取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明A中含有NH₄^＋　NH₄^＋＋HCO₃^－＋2OH^－=NH₃·H₂O＋CO₃^2－＋H₂O
(3)bc　濃氨水　生石灰(或NaOH固體或堿石灰)
(4)②加入足量稀硫酸并微熱、產生的氣體通過足量Ca(OH)₂溶液　③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

(1)除雜時要保證不引入新的雜質，即先加入的物質引入的雜質離子能被后加入的物質除去。故除雜步驟為a→c→d→e→b。NH₃易溶于水，先通入NH₃，再通入CO₂，有利于吸收溶解更多的CO₂，產生更多的HCO₃^－。(2)灼燒固體需在坩堝中進行。檢驗NH₄^＋是利用NH₄^＋與堿共熱產生NH₃，檢驗出NH₃即可。NH₄^＋、HCO₃^－均與OH^－反應，故加入NH₄HCO₃，發生反應：
NH₄^＋＋HCO₃^－＋2OH^－=NH₃·H₂O＋H₂O＋CO₃^2－。(3)實驗室制CO₂利用CaCO₃＋2H^＋=Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑，即用“固＋液→氣”的裝置，選b、c。用b裝置制備NH₃，則可利用氨水易揮發的性質，把濃氨水滴加到生石灰或固體NaOH等上面。(4)由所給試劑及實驗目的可知，所設計的方案是利用天然堿晶體與H^＋反應，利用產生CO₂的量測定其組成。