Question

【题目】海水晒盐得到的粗盐除去杂质后，除可做调料，还可以作为工业原料。某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品（反应的方程式为：2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑ + H2↑），这种工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。某兴趣小组同学对存放的该厂生产的烧碱样品产生兴趣，对该样品的成分进行了如下探究：

（提出问题）该烧碱样品中可能含有哪些杂质？

（猜想）甲同学：可能含有NaCl

乙同学：可能含有Na2CO3,乙同学猜想的依据是_________________。

（实验探究）为探究该烧碱样品的成分及样品的纯度（氢氧化钠在样品中所占的质量分数），甲、乙两同学通过思考分别设计了如下实验：

甲同学设计如下方案对烧碱样品的组成进行探究，请回答：

（1）试剂X应选用_________（填化学式）才能依据相应的现象得出正确结论。

乙同学设计了如下方案测定该烧碱样品的纯度：

（2）滴加足量Ca(NO3)2的目的是__________________。

（3）请利用乙同学的实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量，写出计算过程______________。

（4）该烧碱样品中氢氧化钠的质量分数为_____。（不写计算过程，结果精确到0.1%）

（5）实验结束后，两同学发现测得的该烧碱样品纯度低于工厂样品纯度，请从实验操作的角度分析，原因可能是_______________。

Answer 1

【答案】NaOH与CO2发生反应生成Na2CO3 HNO3 使溶液中的碳酸钠完全参加反应 1.06g 91.1% 过滤后的沉淀没有洗涤导致沉淀质量增大，杂质结果偏大，样品纯度降低

【解析】

猜想：

二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此可能有碳酸钠；

实验探究：

硝酸和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，硝酸和碳酸钠反应生成硝酸钠和水、二氧化碳，硝酸和氯化钠不反应；向烧碱样品加足量的水溶解得到溶液A，向所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量得到溶液B，一开始无明显现象，是稀硝酸和氢氧化钠反应，一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的气体，此时是稀硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，因此样品中含有的杂质是碳酸钠；向溶液B中滴加几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀氯化银，说明样品中还含有氯离子，即样品的杂质有氯化钠；试剂X应选用HNO3才能依据相应的现象得出正确结论。

（2）硝酸钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，滴加足量Ca(NO3)2的目的是使溶液中的碳酸钠完全参加反应。

（3）解：设该样品中碳酸钠的质量为x，即参加反应的碳酸钠的质量为x，硝酸钙和碳酸钠反应生成硝酸钠和碳酸钙沉淀，

解得x=1.06g，

答：该样品中碳酸钠的质量为1.06g。

（4）解：设设该样品中氯化钠的质量为y，即参加反应的氯化钠的质量为y，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠；

解得y=1.17g，

则样品中氢氧化钠的质量为25g-1.06g-1.17g=22.77g

则该烧碱样品中氢氧化钠的质量分数为

答：该烧碱样品中氢氧化钠的质量分数为91.1%。

（5）实验结束后，两同学发现测得的该烧碱样品纯度低于工厂样品纯度，从实验操作的角度分析，原因可能是过滤后的沉淀没有洗涤导致沉淀质量增大，杂质结果偏大，样品纯度降低。