题目内容

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．工业上用侯氏制碱法制得的纯碱中含有一定量的氯化钠杂质．现称取只含氯化钠杂质的纯碱样品l1g，全部溶解在50g水中，当加入稀盐酸64.4g时，恰好完全反应，所得溶液的质量为121g．
试求：
（1）该纯碱样品的纯度（计算结果精确到0.1%）
（2）所得溶液中溶质的质量分数．
分析：纯碱中碳酸钠与稀盐酸反应放出二氧化碳，根据质量守恒定律，利用反应前后物质总质量差即反应放出二氧化碳的质量；根据反应的化学方程式，计算出纯碱中碳酸钠的质量和反应后溶液中溶质氯化钠的质量．
解答：解：反应放出的CO2的质量为：64.4g+50g+11g-121g=4.4g（1分）
设参加反应的Na2CO3质量为x，生成的NaCl的质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106        117      44
x          y       4.4g
106：44=x：4.4g 解之得 x=10.6g（1分）
117：44=y：4.4g 解之得 y=11.7g（1分）
碳酸钠纯度=
10.6g
11g
×100%≈96.4% （1分）
纯碱样品中NaCl的质量=11g-10.6g=0.4g
反应后溶液中NaCl的质量为=11.7g+0.4g=12.1g（1分）
反应后溶液中NaCl的质量分数=
12.1g
121g
×100%=10%（1分）
答：（1）该纯碱样品的纯度约为96.4%；
（2）所得溶液中溶质的质量分数为10%．
点评：反应后所得溶液中溶质氯化钠由原粉末中所含的氯化钠与反应后生成的氯化钠两部分所组成，解题时要注意到这点．
练习册系列答案
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7、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．他以食盐、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱．下表是几种物质在不同温度时的溶解度：
（1）从表中数据可以看出，温度对
NaCl
的溶解度影响不大．
（2）要使NH4Cl饱和溶液中的NH4Cl结晶析出，在
较低
（填“较高”或“较低”）温度下进行比较合适．
  0℃   20℃   40℃   60℃
 NaHC03    6.9    9.6    2.7   6.4
  NaCl   35.7   35.8    6.6   37.3
  NH4Cl   29.4   37.2   45.8   55.2
（3）“侯氏制碱法”制NaHCO3的方程式是NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3+NH4Cl，该反应能进行的原因是
有溶解度较小的NaHCO3产生
．
29、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．他以食盐、水、氨气、二氧化碳为原料，先制得碳酸氢钠和氯化铵，进而生产出纯碱．下表是几种物质在不同温度时的溶解度．
0℃ 20℃ 40℃ 60℃
NaHCO3 6.9 9.6 12.7 16.4
NaCl 35.7 35.8 36.6 37.3
NH4Cl 29.4 37.2 45.8 55.2
（1）从表中数据可以看出，温度对
氯化钠
的溶解度影响不大．
（2）要使NH4Cl饱和溶液中的NH4Cl结晶析出，在
较低
（填“较高”或“较低”）温度下进行比较合适．
（3）“侯氏制碱法”制NaHCO3的化学方程式是NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl，该反应能进行的原因是
有溶解度较小的NaHCO3产生．
．
（2012?扬中市模拟）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH3+CO2+H2O═NH4HCO3；
NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl；
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是
c
c
（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水    b．碳酸氢钠受热易分解    c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是 饱和的碳酸氢钠溶液，作用是
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体
吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体
；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是
吸收末反应的NH3
吸收末反应的NH3
；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是
过滤
过滤
（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从
a
a
管通入
氨气
氨气
气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是
增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率
增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率
；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：
用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应．（或往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等．其他合理方法均可）
用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应．（或往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等．其他合理方法均可）
．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
解：设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%
解：设纯碱样品中含Na2CO3的质量为x
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
106
100
=
x
10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为
10.6g
13.25g
×100%=80%


乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足
a
b
=
53
22
（或22a=53b；或a=
53
22
b等）
a
b
=
53
22
（或22a=53b；或a=
53
22
b等）
（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足
a
b
＞
53
22
a
b
＞
53
22
时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是
53b
22a
×100%
53b
22a
×100%
．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小
BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小
．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比
偏小
偏小
（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．
（2007?资阳）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献．其制碱方法是在工业生产中充分利用了原料，并在制碱的过程中同时得了另一种重要的化工产品．“侯氏制碱法”制碱过程中的一个重要反应是：NaCl+CO2+NH3+H2O=X+NH4Cl．
（1）该反应产物中X的化学式为：
NaHCO3
NaHCO3
；
（2）X与酸的反应是泡沫灭火器中产生大量灭火气体的基本反应原理，写出X与盐酸反应的化学方程式：
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
；
（3）NH4Cl是制碱过程中得到的一重要化工产品，也是重要的化学肥料．NH4Cl中N元素的质量分数为：
26.2%
26.2%
．

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