Question

纯碱(Na₂CO₃)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na₂CO₃的流程图

已知:向饱和食盐水中通入NH₃，CO₂后发生和反应为NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂ONaHCO₃↓＋NH₄Cl,请回答以下问题：
（1）粗盐中含有的杂质离子有Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-等。
精制除杂的步骤顺序a→_______→________→________→b(填字母编号）。
a．粗盐溶解，滤去沉渣．b．加入盐酸调pH；c．加入Ba(OH)₂溶液；d．加入Na₂CO₃溶液；e．过滤
向饱和食盐水中先通入NH₃，后通人CO₂，理由是_____________________。
（2）灼烧固体A制Na₂CO₃在_____填字母序号）中进行。
a．坩埚    b．蒸发皿    c．烧杯    d．锥形瓶
证明滤液A中含有NH₄⁺的方法是__________________________________________________________。
对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺，K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃。使pH降低，反应的离子方程式____________________________________。
（3）下图装置中常用于实验室制备CO₂的是_____(填字母编号）；用b示意的装置制备NH₃，分液漏斗中盛放的试剂______(填试剂名称），烧瓶内可加入的固体试剂__________（填试剂名称）。

（4）一种天然碱晶体成分是aNa₂CO₃·bNa₂CO₃·cH₂O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na₂CO₃的质量分数的实骏方案。（仪器自选）请把实验方案填全：供选择的试剂：1.0mol/LH₂SO₄溶液、1.0mol/L BaCl₂溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸馏水
①称取m₁g一定量天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。
②_________________________________________________________________。
③_________________________________________________________________。
④计算天然碱晶体中含Na₂CO₃的质量分数。

Answer 1

（共16分）（1）c  d  e（2分）；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂（2分）
（2）  a （1分）；取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明A中含有NH₄⁺（2分）；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-＝NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O （2分）
（3）b c （2分）浓氨水( 1分)、生石灰（或NaOH固体或碱石灰）( 1分)
（4） ②加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水，（1分）
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀；（2分）

解析试题分析：（1）Ca^2＋用碳酸钠除去，Mg^2＋用OH^－除去，SO₄^2－用Ba^2＋除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的Ba^2＋要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在最后加入，所以正确的操作顺序是acdeb；由于NH₃易溶于水，CO₂在水中的溶解度不大，所以先通入氨气有利于吸收溶解度不大的CO₂。
（2）固体灼烧在坩埚中进行，因此答案选a；由于铵盐能和强碱反应生成氨气，所以可以通过检验氨气来检验NH₄^＋,即正确的操作是取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明A中含有NH₄⁺；由于NH₄⁺、HCO₃^-和OH^－均反应，从而使溶液的pH降低，反应的离子方程式是NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-＝NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O。
（3）实验室制取CO₂利用的是石灰石和盐酸反应，且反应不需要加热，所以装置中适合制取CO₂的是选项bc；在氨水中存在平衡NH₃＋H₂ONH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，所以可以向浓氨水中加入生石灰（或NaOH固体或碱石灰）来制备氨气，即分液漏斗中盛放的是浓氨水，烧瓶内可加入的固体试剂生石灰（或NaOH固体或碱石灰）。
（4）由于碳酸钠能和稀硫酸反应生成CO₂气体，而CO₂能和澄清的石灰水反应生成碳酸钙沉淀，因此可以通过称量碳酸钙的质量来计算碳酸钠的质量，即正确的操作是②加入足量稀硫酸并微热，产生的气体通过足量的澄清石灰水；③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀；
考点：考查粗盐的提纯；碳酸钠的制备；仪器选择；CO₂和氨气的制备；NH₄⁺检验以及物质含量测定的实验方案设计等