Question

【题目】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．

产品原理：该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品﹣﹣纯碱（Na2CO3）和化肥NH4Cl．

生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液，反应的化学方程式为：_____；后分离出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	710	0.9

问题讨论：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，相同操作的名称为_____．反应①中发生了两个反应，写出其中一个化学方程式：_____，反应①加适量的盐酸，适量是指_____．

（2）检验挥发性气体C的方法_____．

（3）上述生产流程中可循环使用的是_____（填序号）．

A挥发性气体C； B溶液D； C氢氧化镁；D化肥NH4Cl

组成确定：

（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；

（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀．由上述实验可确定纯碱样品含有杂质_____（写化学式）．

含量测定：

	实验一	实验二	实验三	实验四
固体混合物溶液质量	100g	100g	100g	100g
加入CaCl2溶液质量	10g	20g	30g	40g
生成的沉淀的质量	4g	m	10g	10g

称取该纯碱样品44g固体混合物，加水配成400g溶液，平均分为四份，然后分别加入一定质量分数的CaCl2溶液，实验数据见表：

请分析表中数据回答并计算：

（1）m＝_____g；

（2）在实验三中，完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少？_____（要求写计算过程，结果保留0.1%）

总结反思：

请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为_____品，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．

工业纯碱标准：（Na2CO3% ）
优等品	一等品	合格品	次品
≥95	≥80	≥75	≤40

Answer 1

【答案】NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl 过滤 NaOH+HCl═NaCl+H2O 滴到无气泡放出为止 将气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊 A、B NaCl 8 10.1% 优等

【解析】

根据纯碱的制取以及有关的物质的性质进行分析。过滤是分离不溶性固体和液体的方法，氢氧化钠和碳酸钠都能与盐酸发生化学反应，盐酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；组成确定：根据表格提供的数据分析得出m的值，通过计算碳酸钠的含量，确定其等级。

[产品原理]将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液，该反应是氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，故填：NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl；

[问题讨论]（1）操作Ⅰ、Ⅱ中，都是得到了固体和液体，属于过滤法分离混合物，溶液中的氢氧化钠和碳酸钠都能与盐酸反应，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体，滴入的盐酸当无气泡冒出时为止，故填：过滤，NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，滴到无气泡放出为止；

（2）碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故检验二氧化碳使用的是石灰水，故填：将气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊；

（3）A、得到的挥发性气体C是二氧化碳，可以循环利用；

B、得到的溶液D中含有氯化钠，可以循环利用；

C、氢氧化镁不能循环利用；

D、氯化铵是反应的副产物，不能循环利用；故填：A、B。

[组成确定]：得到的产物与酸化的硝酸银溶液反应产生了白色沉淀，则可以推出样品中含有氯化钠，故填：NaCl；

[含量测定]（1）根据表格可以看出，实验一中10g氯化钙溶液生成沉淀的质量是4g，实验三中30g氯化钙溶液生成沉淀的质量是10g，表明实验二中的氯化钙溶液全部参加反应且生成沉淀的质量是8g，故填：8；

（2）解：设参加反应的Na2CO3的质量为x，生成的氯化钠的质量为y

解得：x＝10.6g y＝11.7g

氯化钠的质量分数为：＝10.1%

答：氯化钠的质量分数为10.1%；

[总结反思]碳酸钠的含量为：＞95%，故该纯碱样品为优等，故填：优等。