题目内容

10．碳酸钠在轻工、建材、纺织、国防、医药等工业中有重要的应用．
（1）工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺线路如图1：

碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图2所示
请回答下列问题：
①试剂A是氢氧化钠溶液，“母液”中除了含有Na+、CO32-、OH-离子外，还含有Cl-、SO42-等离子，过滤要“趁热”的目的是提高Na2CO3•10H20晶体的含量．
②检验试剂级Na2CO3中Cl-和SO42-是否除尽，选用的试剂及加入的先后次序是c（填序号）．
a．HCl、BaCl2、AgNO3    
b．AgNO3、HNO3、Ba（NO3）2  
c．HNO3、Ba（NO3）2、AgNO3   
d．AgNO3、HCl、BaCl2
（2）“侯氏制碱法”的原理：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
图3是某兴趣小组在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取所用到的主要装置．
请回答下列问题：
 ①各仪器口的链接顺序为a接e，f接d，c接b，实验时先向饱和NaCl溶液中通人较多的，再通人足量的CO2，其原因是a（填写序号字母）．
a．使CO2更易被吸收    b．NH3比CO2更易制取c．CO2的密度比NH3大
②将生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗．
③该兴趣小组用图4比较C、N、Si三种元素的非金属性强弱，B中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是C中生成白色胶状物．（H2SiO3是一种不溶于水的白色胶状物）

分析 （1）工业碳酸钠中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以先加水溶解生成硫酸钙沉淀而除去，再中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）2、Fe（OH）3沉淀，从而除去钙镁离子，所得滤液含碳酸钠和氯化钠，再蒸发浓缩结晶，趁热过滤，得到一水碳酸钠晶体，再加入脱水得到试剂级碳酸钠，
①上述分析可知试剂A是沉淀镁离子和铁离子的试剂，“母液”中除了含有Na+、CO32-、OH-离子外，还含有氯离子，硫酸根离子，使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，36℃是一个转折点；
②a．HCl、BaCl2、AgNO3，此顺序中，氯离子会干扰是否除净的实验；
b．AgNO3、HNO3、Ba（NO3）2，此顺序中先加入硝酸银碳酸根离子、氯离子、硫酸根离子都会沉淀，无法检验硫酸根离子是否除净；
c．HNO3、Ba（NO3）2、AgNO3，显加入硝酸和碳酸钠反应，再加入硝酸钡检验是否含有硫酸根离子，最后用硝酸银溶液检验是否含有氯离子；
d．AgNO3、HCl、BaCl2，此顺序中先加入硝酸银碳酸根离子、氯离子、硫酸根离子都会沉淀，加入盐酸后氯离子无法检出；
（2）①由于CO2在水中的溶解度小，而氨气极易溶于水，因此先通入氨气，然后再通入CO2，由于氨气极易溶于水需要防止倒吸，因此c通入NH3，d通入CO2，装置A制备的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，需要通过饱和碳酸氢钠溶液除去，氨气是碱性气体需要稀硫酸吸收多余的氨气二氧化碳与水反应形成不稳定的碳酸，致使水吸收二氧化碳量较少；而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中，会使生成的碳酸与氨水发生反应，而增大二氧化碳气体的吸收；
②生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来的操作为过滤洗涤，依据过滤装置分析回答需要的玻璃仪器；
③比较C、N、Si三种元素的非金属性强弱，可以利用其最高价含氧酸的酸性强弱比较，酸性强的可以制备反应生成酸性弱的，分液漏斗中为硝酸，A中为大理石，硝酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，硝酸酸性大于碳酸，为避免挥发出硝酸干扰，二氧化碳通过饱和碳酸氢钠溶液除去硝酸蒸气，得到二氧化碳气体通入烧杯中的硅酸钠溶液，生成硅酸白色沉淀，证明碳酸酸性大于硅酸；

解答 解：（1）因工业碳酸钠中含有Mg2+，Fe3+，Ca2，所以先加水溶解生成硫酸钙沉淀而除去，再中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）2、Fe（OH）3沉淀，从而除去钙镁离子，所以加入NaOH溶液的作用除去其中混有的Fe3+、Mg2+；
①上述分析可知试剂A是沉淀镁离子和铁离子的试剂，“母液”中除了含有Na+、CO32-、OH-离子外，还含有氯离子，硫酸根离子，使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，36℃是一个转折点，趁热过滤是提高Na2CO3•10H20晶体的含量；
故答案为：氢氧化钠溶液，Cl-、SO42-，提高Na2CO3•10H20晶体的含量；
②a．按照此顺序加入试剂HCl、BaCl2、AgNO3，氯离子会干扰是否除净的实验，故a错误；
b．按照此顺序加入试剂AgNO3、HNO3、Ba（NO3）2，顺序中先加入硝酸银碳酸根离子、氯离子、硫酸根离子都会沉淀，无法检验硫酸根离子是否除净，故b错误；
c．按照此顺序加入试剂HNO3、Ba（NO3）2、AgNO3，先加入硝酸和碳酸钠反应，再加入硝酸钡检验是否含有硫酸根离子，最后用硝酸银溶液检验是否含有氯离子，故c正确；
d．按照此顺序加入试剂AgNO3、HCl、BaCl2，顺序中先加入硝酸银碳酸根离子、氯离子、硫酸根离子都会沉淀，加入盐酸后氯离子无法检出，故d错误；
（2）①由于CO2在水中的溶解度小，而氨气极易溶于水，因此先通入氨气，然后再通入CO2，由于氨气极易溶于水需要防止倒吸，因此c通入NH3，d通入CO2，装置A制备的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，需要通过饱和碳酸氢钠溶液除去，装置仪器接口的连接顺序为：aefd，cb，
先通入氨气，氨气与水形成呈碱性的氨水可与二氧化碳与水生成的碳酸发生反应，更有利于二氧化碳气体的吸收，故选a，
故答案为：efdc，a；
②生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来的操作为过滤洗涤，玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗；
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
③酸性强的可以制备反应生成酸性弱的，装置中的试剂分别为：分液漏斗中为硝酸，A中为大理石，硝酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，硝酸酸性大于碳酸，为避免挥发出硝酸干扰，二氧化碳通过饱和碳酸氢钠溶液除去硝酸蒸气，能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是，得到二氧化碳气体通入烧杯中的硅酸钠溶液，生成硅酸白色胶状沉淀，证明碳酸酸性大于硅酸；
故答案为：饱和碳酸氢钠溶液，C中出现白色胶状沉淀；

点评 本题考查了物质的分离提纯，物质制备实验流程分析判断，物质性质的理解应用，掌握实验基本操作和物质的制备原理和检验方法是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．某化学小组通过查阅资料，设计了如图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O．已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：
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Al（OH）33.85.2
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（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外，还需要的主要仪器有漏斗、蒸发皿．
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（3）“酸浸”时所加入的酸是H2SO4（填化学式）．
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是3.2-7.1．
（5）溶液a中加入盐酸可制得AlCl3溶液，AlCl3溶液可用于制备聚合氯化铝．聚合氯化铝是一种新型净水剂，其中铝主要以[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+（用Alb表示）的形式存在．
①写出用溶液a与盐酸反应制备AlCl3的离子方程式：AlO2-+4H+=Al3++2H2O．
②一定条件下，向1.0mol•L-1的AlCl3溶液中加入0.6mol•L-1的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86%的聚合氯化铝溶液．写出生成[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的离子方程式：13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+．
15．对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）
A．化学反应速率关系是：3υ（NH3）═2υ（H2O）
B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大
D．达到化学平衡时，5υ正（O2）=4υ逆（NO）
2．下列各有机物的分类或命名正确的是（　　）
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C．　3-丁醇D．　3-甲基-1-丁烯
19．下列各物质属于芳香烃的是（　　）
A．B．C．D．
20．下列化合物中既有离子键又有共价键的是（　　）
A．CaBr2B．Na2O2C．HBrD．N2

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