题目内容

(14分)某校化学兴趣小组欲对食盐的用途进行探究,获得以下信息并对相关问题进行研究。
一、用途之一:作调味品。
食盐的主要成份是NaCl, 通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等,可以蒸发除去水分得到粗盐.粗盐中含有难溶性杂质(泥沙等)和多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等).
[提出问题]如何才能将粗盐中难溶性杂质和可溶性杂质(氯化镁、氯化钙)除去,从而获得较纯的食盐晶体?
[资料准备]
20℃时,一些物质的溶解度
 
OH-
CO32-
Na+


Ca2+


Mg2+



[实验方案]某同学为了提纯粗盐,设计了如下实验方案并进行实验.
[交流与表达]
(1)实验操作X的名称是   ,该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和    
(2)实验步骤③的主要目的是              (用化学方程式回答);判断氢氧化钠溶液已过量的方法是                 
(3)有同学认为原实验方案不完善,做出这种评价的依据是                
二、用途之二:制备氯气。
工业上用电解饱和食盐水来制备氯气,可以得到多种化工产品,除氯气(Cl2)外,还生成密度最小的气体,向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液,溶液变红,请写出发生反应的化学方程式           
三、用途之三:工业制碱。
某厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
【相关资料】
⑴ NH4ClNH3↑+HCl↑
⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
NH3
CO2
溶解度
36.0g
9.6g
37.2g
710
0.9
【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,反应的化学方程式为:         ;分离出NaHCO3,加热制得纯碱。
【生产流程】如下

【问题讨论】:
(1)反应③中得到纯碱的化学方程式为:                     
(2)检验气体C的方法                   
(3)在反应②中,先通   气体,目的是                   
【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,请通过计算判断此纯碱样品的纯度为     。(保留一位小数)
【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     
一、(1)过滤 ; 漏斗 ;(2)MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl ;  不再继续产生沉淀;
(3)在除去MgCl2和CaCl2的同时,又引入了新的杂质NaOH和Na2CO3(或在除去Ca2+和Mg2+的同时又引入了新的杂质离子OH和CO32—);二、2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑; 三、NH3+ CO2+NaCl+H2O====NaHCO3+NH4Cl;(1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ ;(2)将气体C通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊;(3)NH3  增大产量(其它意思相近的表述,也可得分,如增大CO2的溶解量)   NaCl ;98.1%; 等质量的碳酸钠与BaCl2反应产生的沉淀质量大,称量时的(相对)误差小(1分,其他意思相近的表述,也可得分)

试题分析:一、(1)经实验操作X得到沉淀和溶液,是将不溶性物质与液体分开,是过滤操作;该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗(制作过滤器);(2)依据粗盐成分及资料准备可知,氢氧化镁不溶于水,故实验步骤③的主要目的是除去氯化镁:氯化镁与氢氧化钠发生复分解反应,生成氢氧化镁沉淀和氯化钠;判断氢氧化钠溶液已过量的方法是向溶液A中继续加入氢氧化钠,不再产生沉淀;(3)因为在除去MgCl2和CaCl2的同时,加入了过量的NaOH和Na2CO3,又引入了新杂质;
二、依据题意和质量守恒定律可得:电解饱和食盐水时,生成氯气、氢气(密度最小的气体)和氢氧化钠(向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液,溶液变红,则溶液显碱性),故反应物有氯化钠和水,反应条件为通电;
三、依据题意和质量守恒定律(化学变化前后元素种类不变)可得:反应物为NH3、 CO2、NaCl、H2O,生成物为NaHCO3和NH4Cl,使溶解度小的表现为沉淀,使复分解反应能够发生;
【问题讨论】(1)反应③中得到纯碱的反应为:NaHCO3受热分解得到碳酸钠、水、二氧化碳;(2)气体C为二氧化碳检验方法为:通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊;(3)在反应②中,先通氨气,目的是使溶液显碱性,吸收更多的二氧化碳,增加产量;
【组成确定】(2)加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀,说明溶液中含有氯离子,可确定纯碱样品含有杂质NaCl;
【含量测定】纯碱样品10.8g与过量CaCl2溶液完全反应,已知沉淀为10.0g,由Na2CO3与CaCl2生成碳酸钙沉淀和氯化钠化学方程式即可计算出纯碱样品中Na2CO3的质量,进而求得其纯度.
【总结反思】
在纯碱含量测定中,若将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,等质量的碳酸钠与BaCl2反应产生的沉淀质量大,称量时的(相对)误差小(1分,其他意思相近的表述,也可得分)
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