Question

15．現(xiàn)代工業(yè)常以氯化鈉為原料制備純堿，部分工藝流程如下：
低溫

已知反應(yīng)I為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O$\frac{\underline{\;低溫\;}}{\;}$NaHCO₃↓+NH₄Cl
（1）工業(yè)生產(chǎn)中，制備N(xiāo)H₃的化學(xué)方程式是N₂+3H₂2NH₃．
（2）海水中含有大量的NaCl，以及少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子．
①為得到純凈的飽和NaCl溶液，進(jìn)行了如下操作．請(qǐng)補(bǔ)全操作步驟：
a．向濃縮后的海水中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液后，過(guò)濾；
b．向?yàn)V液中加過(guò)量的BaCl₂溶液或Ba（OH）₂溶液，過(guò)濾；
c．向?yàn)V液中加過(guò)量的Na₂CO₃溶液，過(guò)濾；
d．向?yàn)V液中加入足量的稀鹽酸；
e．加熱煮沸一段時(shí)間，得到飽和NaCl溶液．
②步驟c中反應(yīng)的離子方程式是Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓ Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓．
（3）反應(yīng)II的化學(xué)方程式是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）制得的純堿中含有少量NaCl．取5.5g純堿樣品加入足量稀硫酸，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1120mL CO₂．則樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是96.4%（保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用氮?dú)夂蜌錃鈦?lái)合成氨氣；
（2）①加入氫氧化鈉溶液的目的是為了除去Mg²⁺；除去SO₄^2-用BaCl₂溶液，除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺用Na₂CO₃溶液，據(jù)此分析；
②步驟c是加入過(guò)量的Na₂CO₃溶液以除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺；
（3）由NaHCO₃制取CO₂和Na₂CO₃用加熱的方法；
（4）求出二氧化碳的物質(zhì)的量，然后根據(jù)1molNa₂CO₃～1molCO₂求出Na₂CO₃的物質(zhì)的量，繼而求出Na₂CO₃的質(zhì)量m=nM，然后根據(jù)純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{m（N{a}_{2}C{O}_{3}）}{m樣品}×100%$來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）工業(yè)上用氮?dú)夂蜌錃鈦?lái)合成氨氣，化學(xué)方程式為：N₂+3H₂2NH₃，故答案為：N₂+3H₂2NH₃；
（2）①加入氫氧化鈉溶液的目的是為了除去Mg²⁺；除去SO₄^2-用BaCl₂溶液，除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺用Na₂CO₃溶液，故可知步驟b中應(yīng)加入BaCl₂溶液或Ba（OH）₂溶液，步驟c應(yīng)加入過(guò)量的Na₂CO₃溶液，故答案為：加過(guò)量的BaCl₂溶液或Ba（OH）₂溶液；加過(guò)量的Na₂CO₃溶液；
②步驟c是加入過(guò)量的Na₂CO₃溶液以除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺，故離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓、Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓；
（3）NaHCO₃固體加熱即可分解為CO₂和Na₂CO₃和水，方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（4）二氧化碳的物質(zhì)的量n=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，而1molNa₂CO₃～1molCO₂，故Na₂CO₃的物質(zhì)的量為0.05mol，則Na₂CO₃的質(zhì)量m=nM=0.05mol×106g/mol=5.3g，故純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{m（N{a}_{2}C{O}_{3}）}{m樣品}×100%$=$\frac{5.3g}{5.5g}×100%$=96.4%，故答案為：96.4%；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算和方程式的書(shū)寫(xiě)，并考查了粗鹽的除雜，難度不大，應(yīng)注意除雜試劑的加入順序．