题目内容
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．（一）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
（二）粗产品成分分析：
（1）取适量粗产品溶于水，滴加Ba（NO3）2溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为
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．
（三）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10.0g粗产品，进行实验
说明：碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物．E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 NaHCO3十HCl=NaCl十CO2↑十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0.48g．
（3）问题探究
F中的试剂应为
H装置的作用是
若没有H装置，则测定的Na2CO3的质量分数会
事实上10.0g粗产品只能产生0.44g CO2．请你仔细分析上述实验，解释实验值0.48g比正确值0.44g偏大的原因（假设操作均正确）
（4）数据计算
根据正确值0.44g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10.0g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36.5g，放出CO20.44g（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）
分析：碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠．我们可利用碳酸钠的性质来确定碳酸钠是否完全反应．
解答：解：（一）粗产品制备：
（1）因废碱液中含有碳酸钠所以，加氢氧化钙时，碳酸钠会与氢氧化钙反应生成沉淀．
（二）粗产品成分分析：
（1）当加硝酸钡出现沉淀说明，粗产品中含有碳酸钠，因含有碳酸钠能与氢氧化钙反应，所以一定不含氢氧化钙．
（三）粗产品含量测定：
[Na2CO3含量的测定]
（3）利用除去二氧化碳且干燥的空气将装置内的空所排净．然后利用浓盐酸与粗产品反应产生二氧化碳，利用碱石灰吸收二氧化碳，增重的质量就是二氧化碳的质量．然后求出粗产品中碳酸钠的含量．在装置中用的是浓盐酸，且装置中还有碳酸氢钠与浓盐酸反应产生二氧化碳，所以增加的质量比实际大．
（4）利用二氧化碳的质量可求出碳酸钠的质量分数．也可求出盐酸的浓度，根据盐酸的可求出粗产品中氢氧化钠的质量分数．
故答案为：
（一）粗产品制备：
（1）Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH
（2）NaOH
（二）粗产品成分分析：
（1）Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3；Ca（OH）2；Ca（OH）2和Na2CO3能发生化学反应，在溶液中不能共存．
（三）粗产品含量测定：
（3）浓硫酸；除去空气中的二氧化碳；防止空气中的二氧化碳和水蒸气被G中碱石灰吸收；偏大；装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO3反应产生二氧化碳．
（4）解：当生成0.44g二氧化碳时，对应的碳酸钠的质量分数为a
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10g×a 0.44g
=
，a=10.6%
由于混合物中还含有其他杂质，所以氢氧化钠的质量分数不能用1-10.6%来计算．
设与粗产品中碳酸钠反应消耗的氯化氢的质量为x．
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
73 44
x 0.44g
=
，x=0.73g
36.5g 20%盐酸溶液中含氯化氢的质量为：36.5g×20%=7.3g
与粗产品中氢氧化钠反应消耗氯化氢的质量为：
7.3g-0.73g=6.57g
设粗产品中含氢氧化钠的质量为y．
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40 36.5
y 6.57g
=
y=7.2g
粗产品中含氢氧化钠的质量分数为：7.2g÷10g×100%=72.0%
答：粗产品中含氢氧化钠的质量分数为72.0%．
（1）因废碱液中含有碳酸钠所以，加氢氧化钙时，碳酸钠会与氢氧化钙反应生成沉淀．
（二）粗产品成分分析：
（1）当加硝酸钡出现沉淀说明，粗产品中含有碳酸钠，因含有碳酸钠能与氢氧化钙反应，所以一定不含氢氧化钙．
（三）粗产品含量测定：
[Na2CO3含量的测定]
（3）利用除去二氧化碳且干燥的空气将装置内的空所排净．然后利用浓盐酸与粗产品反应产生二氧化碳，利用碱石灰吸收二氧化碳，增重的质量就是二氧化碳的质量．然后求出粗产品中碳酸钠的含量．在装置中用的是浓盐酸，且装置中还有碳酸氢钠与浓盐酸反应产生二氧化碳，所以增加的质量比实际大．
（4）利用二氧化碳的质量可求出碳酸钠的质量分数．也可求出盐酸的浓度，根据盐酸的可求出粗产品中氢氧化钠的质量分数．
故答案为：
（一）粗产品制备：
（1）Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH
（2）NaOH
（二）粗产品成分分析：
（1）Na2CO3+Ba（NO3）2=BaCO3↓+2NaNO3；Ca（OH）2；Ca（OH）2和Na2CO3能发生化学反应，在溶液中不能共存．
（三）粗产品含量测定：
（3）浓硫酸；除去空气中的二氧化碳；防止空气中的二氧化碳和水蒸气被G中碱石灰吸收；偏大；装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO3反应产生二氧化碳．
（4）解：当生成0.44g二氧化碳时，对应的碳酸钠的质量分数为a
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10g×a 0.44g
| 106 |
| 10g×a |
| 44 |
| 0.44g |
由于混合物中还含有其他杂质，所以氢氧化钠的质量分数不能用1-10.6%来计算．
设与粗产品中碳酸钠反应消耗的氯化氢的质量为x．
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
73 44
x 0.44g
| 73 |
| 44 |
| x |
| 0.44g |
36.5g 20%盐酸溶液中含氯化氢的质量为：36.5g×20%=7.3g
与粗产品中氢氧化钠反应消耗氯化氢的质量为：
7.3g-0.73g=6.57g
设粗产品中含氢氧化钠的质量为y．
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40 36.5
y 6.57g
| 40 |
| 36.5 |
| y |
| 6.57g |
y=7.2g
粗产品中含氢氧化钠的质量分数为：7.2g÷10g×100%=72.0%
答：粗产品中含氢氧化钠的质量分数为72.0%．
点评：在工业上人们利用石灰水来制取氢氧化钠，因石灰水的价格比氢氧化钠的价格低，所以我们可以用便宜的来制取贵的药品．
练习册系列答案
相关题目
某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如下图所示实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应）．查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：H2C2O4
某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课展示了一套如图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不反应）．查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：
CO↑+CO2↑+H2O