Question

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃、还含有少量NaCl，其它杂质不计）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为         ▲        。
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品。
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水，加入Ba(NO₃)₂溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为 ▲ ，该粗产品中一定不含有  ▲   ，理由是     ▲    。
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。
【粗产品含量测定】
Na₂CO₃含量的测定：
（1）该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置。取20.0g粗产品，进行实验。

【说明】①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。
②E装置中的饱和NaHCO₃溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生
的反应为：NaHCO₃ + HCl ＝ NaCl + CO₂ ↑ + H₂O。
（2）操作步骤
①连接好装置，检查气密性；
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量G的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；
⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为4.8g。
（3）问题探究
①F中的试剂应为  ▲   。
②B装置的作用是      ▲       ，H装置的作用是     ▲       。
③若没有H装置，则测定的Na₂CO₃的质量分数会 ▲ （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
事实上20.0 g粗产品只能产生4.4 g CO₂。请你仔细分析上述实验，解释实验值4.8g比正确值4.4 g偏大的原因（假设操作均正确） ▲ 。
（4）数据计算
根据正确值4.4 g可求得粗产品中Na₂CO₃的质量分数为  ▲   %。
NaOH含量的测定：
该小组同学又另取20.0g粗产品，逐滴加入20％的盐酸至恰好完全反应时，消耗盐酸的质量为73 g，放出CO₂ 4.4 g（不考虑二氧化碳气体的溶解）。求原粗产品中NaOH的质量分数。（写出计算过程）

Answer 1

【粗产品制备】
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂＝CaCO₃↓+ 2NaOH （1分）
【粗产品成分分析】
（1）Na₂CO₃+ Ba(NO₃)₂＝ BaCO₃↓+2NaNO₃（1分）   
Ca(OH)₂（1分） 
Ca(OH)₂和Na₂CO₃能发生化学反应，在溶液中不能共存（1分）
【粗产品含量测定】
Na₂CO₃含量的测定：
浓硫酸（1分） 
除去空气中的二氧化碳（1分）
防止空气中的二氧化碳和水蒸气被G中碱石灰吸收（1分）  
偏大（1分） 
装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应又产生了二氧化碳（1分）
53（1分）
NaOH含量的测定：
解：
（1）设与粗产品中碳酸钠反应消耗的盐酸溶液中含氯化氢的质量为x。
Na₂CO₃ + 2HCl ＝ 2NaCl+ H₂O+CO₂↑
73                 44
x                  4.4g
73∶ 44 =" " x∶4.4g    x="7.3g" …………………1分
（2）73g20％盐酸溶液中含氯化氢的质量为：73g×20％="14.6g " ……1分
与粗产品中氢氧化钠反应消耗的盐酸溶液中含氯化氢的质量为：14.6g－7.3g="7.3g"
设粗产品中含氢氧化钠的质量为y。
NaOH + HCl ＝ NaCl + H₂O
40   36.5
y    7.3g
40∶ 36.5 =" " y∶7.3g       y="8g  " …………………1分
粗产品中含氢氧化钠的质量分数为：8g/20g×100%="40.0% " ………………1分
答：粗产品中含氢氧化钠的质量分数为40.0%。

解析