Question

Ⅰ．純堿的產(chǎn)量是衡量一個國家化學工業(yè)發(fā)展水平的重要指標．下面是實驗室模擬侯氏制堿法生產(chǎn)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(jié)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，同時生成的CO₂可以循環(huán)利用；
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(yōu)點之一是所得的副產(chǎn)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(xiàn)象可用于檢驗氯化銨中的陽離子．若要通過實驗區(qū)分氯化銨和另一種氮肥硝酸銨，常用的試劑是溶液．
Ⅱ．侯氏制堿法所得的純堿中常含有少量氯化鈉，現(xiàn)用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（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(zhì)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(chǎn)生氣泡為止；
⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)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(jié)果（填“偏大”或“偏小”）．
（3）E裝置的作用是．
（4）請根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為（結(jié)果保留一位小數(shù) ）．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ．（1）根據(jù)反應物和生成物按照步驟進行書寫化學方程式；（2）根據(jù)氨氣的性質(zhì)和檢驗氯離子的方法解答．
Ⅱ．（1）根據(jù)裝置的特點及實驗目的，分析鼓入空氣這一操作的目的，為了排除空氣中二氧化碳的干擾，要把二氧化碳除去，
（2）根據(jù)濃硫酸的作用及探究的內(nèi)容來評價裝置C對測定結(jié)果的影響；
（3）根據(jù)實驗目的和空氣中含有二氧化碳對實驗結(jié)果造成的影響分析；
（4）分析實驗前后裝置D質(zhì)量變化，并由此質(zhì)量差計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
解答：解：
Ⅰ（1）②中碳酸氫鈉析出，可看作是生成了沉淀，是碳酸氫銨和氯化鈉發(fā)生了復分解反應，方程式為：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓ ③碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學方程式為：2NaHCONa₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）銨鹽和堿反應生成氨氣，氨氣溶于水生成氨水呈堿性；檢驗氯離子用硝酸銀溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀說明含有氯離子．
Ⅱ．（1）由題意可知我們是通過測定二氧化碳的質(zhì)量來測定碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結(jié)果，故應在A中裝堿的溶液來吸收空氣中的二氧化碳；
（2）濃硫酸具有吸水性，在C裝置中吸收由B裝置排出氣體中混有的水蒸氣，若少了此裝置則會使氣體中的水蒸氣被D裝置中堿石灰吸收，而使測定質(zhì)量偏大；
（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(jié)果偏大；
（4）反應中放出二氧化碳氣體的質(zhì)量=85.6g-83.4g=2.2g
     設(shè)放出2.2g二氧化碳消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      2.2g
      
解得   x=5.3g
純堿樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)=×100%=88.3%．
故答案為：Ⅰ（1）②：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；③：2NaHCONa₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）NH₃，AgNO₃．
Ⅱ（1）使反應生成的二氧化碳氣體被D中堿石灰完全吸收，氫氧化鈉溶液；
（2）偏大；
（3）防止右側(cè)的空氣中的二氧化碳與水蒸氣被D中堿石灰吸收使測定結(jié)果偏大；
（4）88.3%．
點評：化學來源于生產(chǎn)、生活，又服務于生產(chǎn)、生活，氨堿工業(yè)是初中化學重要的應用之一，是考查重點，常涉及化學方程式的書寫，二氧化碳和氨氣的性質(zhì)以及有關(guān)化學方程式的計算等．