Question

某�；瘜W(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究．
產(chǎn)品原理：該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品--純堿（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．
生產(chǎn)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(yīng)的化學(xué)方程式為：

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl

；后分離出NaHCO₃，加熱制得純堿．
生產(chǎn)流程：

相關(guān)資料：
（1）NH₄Cl 

△   .

 NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）

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

問(wèn)題討論：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，相同操作的名稱(chēng)為

過(guò)濾

．反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，寫(xiě)出其中一個(gè)化學(xué)方程式：

NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑

，反應(yīng)①加適量的鹽酸，適量是指

滴到無(wú)氣泡放出為止

．
（2）檢驗(yàn)揮發(fā)性氣體C的方法

將氣體通入澄清石灰水中，觀察是否變渾濁

．
（3）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是

AB

（填序號(hào)）．
A．揮發(fā)性氣體C；  B．溶液D； C．氫氧化鎂；D．化肥NH₄Cl
組成確定：
（1）稱(chēng)取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱(chēng)重，質(zhì)量無(wú)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(guò)量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì)

NaCl

（寫(xiě)化學(xué)式）．
含量測(cè)定：

	實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	實(shí)驗(yàn)三	實(shí)驗(yàn)四
固體混合物溶液質(zhì)量	100g	100g	100g	100g
加入CaCl2溶液質(zhì)量	10g	20g	30g	40g
生成的沉淀的質(zhì)量	4g	m	10g	10g

稱(chēng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)的CaCl₂溶液，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表：
請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)回答并計(jì)算：
（1）m=

8

g；
（2）在實(shí)驗(yàn)三中，完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（要求寫(xiě)計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留0.1%）
總結(jié)反思：
請(qǐng)通過(guò)計(jì)算并結(jié)合下表判斷此純堿樣品等級(jí)為

優(yōu)等

品，在上述純堿含量測(cè)定中，將CaCl₂溶液改為BaCl₂溶液，測(cè)定誤差會(huì)減�。�

工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)：（Na2CO3% ）
優(yōu)等品	一等品	合格品	次品
≥95	≥80	≥75	≤40

Answer 1

分析：根據(jù)純堿的制取以及有關(guān)的物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析，
問(wèn)題討論：過(guò)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鹽酸能與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
組成確定：根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)分析得出m的值，通過(guò)計(jì)算碳酸鈉的含量，確定其等級(jí)．

解答：解：【產(chǎn)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(yīng)是氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，故填：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
【問(wèn)題討論】（1）（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，都是得到了固體和液體，屬于過(guò)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(yīng)，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，滴入的鹽酸當(dāng)無(wú)氣泡冒出時(shí)為止，故填：過(guò)濾，NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，滴到無(wú)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(yàn)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(fā)性氣體C是二氧化碳，可以循環(huán)利用；
B、得到的溶液D中含有氯化鈉，可以循環(huán)利用；
C、氫氧化鎂不能循環(huán)利用；
D、氯化銨是反應(yīng)的副產(chǎn)物，不能循環(huán)利用；
故填：A．B
【組成確定】：得到的產(chǎn)物與酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)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(cè)定】（1）根據(jù)表格可以看出，實(shí)驗(yàn)一中10g氯化鈣溶液生成沉淀的質(zhì)量是4g，實(shí)驗(yàn)三中30g氯化鈣溶液生成沉淀的質(zhì)量是10g，表明實(shí)驗(yàn)二中的氯化鈣溶液全部參加反應(yīng)且生成沉淀的質(zhì)量是8g，故填：8；
（2）解：設(shè)參加反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量為x，生成的氯化鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100   117
x           10g    y

106

x

=

100g

10g

=

117

y

解得：x=10.6g          y=11.7g                       
NaCl%=

11.7g+(11g-10.6g)

100g+30g-10g

×100%
=10.1%       
答：氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.1%；
【總結(jié)反思】碳酸鈉的含量為：

10.6g

11g

×100%≈96.4%＞95%，故該純堿樣品為優(yōu)等，故填：優(yōu)等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了純堿的制取以及純堿含量的有關(guān)計(jì)算，題目不是太難，但是綜合性比較強(qiáng)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行．