Question

某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究．
【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱和化肥NH₄Cl．
生产原理是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；分离出NaHCO₃，加热制得纯碱．
【生产流程】

【相关资料】（1）NH₄Cl═NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710g	0.9g

【问题讨论】
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为

过滤

．
（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：

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

．
（3）溶液B中的溶质有

NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四种任选两种

（至少写出两种）．
（4）上述生产流程中可循环使用的是

AB

（填序号）．
A．挥发性气体C        B．溶液D       C．氢氧化镁      D．化肥NH₄Cl
【含量测定】

工业纯碱标准：（Na2CO3%≥）
优等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

称取纯碱样品10.8g加入适量水，再加入过量CaCl₂溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为

合格

品．
计算过程：

98.1%

（计算结果保留一位小数）
【总结反思】某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，测定误差会减小，其理由是

等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，所以称量时的（相对）误差较小．

．

Answer 1

分析：【问题讨论】（1）欲使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物；
（2）根据盐的溶解性可知，在第一次反应后溶液中只剩NaCl、Na2CO3、NaOH，所以在加入盐酸后Na2CO3、NaOH可与盐酸反应生成NaCl等；
（3）根据题干中提供的侯氏制碱法的反应原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO3不会全部析出，肯定会有部分溶解在溶液中；
（4）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用；
【含量测定】利用化学方程式可以求出纯碱的质量，用纯碱质量可计算出纯度，再与工业纯碱标准对照，即可知道属于哪类产品；
【总结反思】等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，称量时的（相对）误差小

解答：解：【问题讨论】：（1）固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液，欲使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物，故操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为过滤；
（2）由图可知，反应①中与盐酸反应的物质有NaOH和Na₂CO₃，故反应方程式为：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）由图可知，溶液B中的溶质有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四种；
（4）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用，即；
【含量测定】设Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106          100
x             10.0g

106

x

=

100

10.0g

解得：x=10.6g；

10.6g

10.8g

×100%=98.1%，与工业纯碱标准对照，属于合格品；
【总结反思】根据碳酸钠和氯化钡反应的化学方程式Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl可以知道：等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，所以称量时的（相对）误差较小．
故答案为：【问题讨论】：（1）过滤；
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四种中任选两种；
（4）AB；
【含量测定】合格；98.1%；
【总结反思】等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，所以称量时的（相对）误差较小．

点评：本题主要测试学生对实验操作过程的掌握，以及根据反应的化学方程式进行计算的能力．学生必须有牢固的知识，才能顺利解答．