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（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

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

（气体指1体积水中能溶解的气体体积）
【问题讨论】：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为

 

．
（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：

 

．
（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：

 

．
（4）溶液B中的溶质有

 

（至少写出两种）．
（5）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】
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

 

品．
【计算过程】

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

【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

 

．

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）纯碱就是碳酸钠，所以其化学式就是Na₂CO₃；
（4）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；
（5）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；
（组成确定）
（2）欲知纯碱样品含有的杂质，可用反向思维方法，先确定白色沉淀，再推断杂质是什么；
（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

样品质量

×100%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：（共15分）
【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．（1分）
（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↑（2分）
（3）由图可知，晶体A为2NaHCO₃，所以反应③中得到纯碱的化学方程式为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（2分）
（4）由图可知，溶液B中的溶质有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四种，故答案为其中的任意两种（2分），（写名称或名称符号混写也可．只写1个且正确给（1分），只要写错1个就不给分）
（5）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（2分），（选对1个给（1分），只要选错1个不给分）
【组成确定】：
（2）由题意可知，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反应物中一定有Cl根离子，由题意可知，向该溶液中加入过量稀HNO₃反应物，并且样品完全溶于水，由此可以推断纯碱样品含有杂质NaCl；（1分）
【含量测定】（除计算过程（3分）外，其余每空（1分）．）
合格（1分）
解：设Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl（1分）
106          100
x             10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g（1分）

10.6

10.8

×100%≈98.1%，与工业纯碱标准对照，属于合格品；
【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

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．