题目内容
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后发生的反应为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。请回答以下问题:
(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO42-等。
精制除杂的步骤顺序是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,后通入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,反应的离子方程式为 。
(3)下图装置中常用于实验室制备CO2的是 (填字母编号);用b装置制备NH3,分液漏斗中盛放的试剂是 (填试剂名称),烧瓶内可加入的固体试剂是 (填试剂名称)。
(4)一种天然碱晶体成分是aNa2CO3·bNa2SO4·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的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全:
供选择的试剂:1.0 mol·L-1 H2SO4溶液、1.0 mol·L-1 BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)2溶液、蒸馏水
①称取m1g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。
(1)c d e NH3易溶于水,有利于吸收溶解更多的CO2
(2)a 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的气体,证明A中含有NH4+ NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O
(3)bc 浓氨水 生石灰(或NaOH固体或碱石灰)
(4)②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ca(OH)2溶液 ③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
【解析】(1)除杂时要保证不引入新的杂质,即先加入的物质引入的杂质离子能被后加入的物质除去。故除杂步骤为a→c→d→e→b。NH3易溶于水,先通入NH3,再通入CO2,有利于吸收溶解更多的CO2,产生更多的HCO3-。(2)灼烧固体需在坩埚中进行。检验NH4+是利用NH4+与碱共热产生NH3,检验出NH3即可。NH4+、HCO3-均与OH-反应,故加入NH4HCO3,发生反应:
NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+H2O+CO32-。(3)实验室制CO2利用CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,即用“固+液→气”的装置,选b、c。用b装置制备NH3,则可利用氨水易挥发的性质,把浓氨水滴加到生石灰或固体NaOH等上面。(4)由所给试剂及实验目的可知,所设计的方案是利用天然碱晶体与H+反应,利用产生CO2的量测定其组成。