题目内容
【题目】纯碱是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
（1）工业上“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2及水等为原料制备纯碱，其反应原理为：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O
NaHCO3↓＋NH4Cl。生产纯碱的工艺流程示意图如下：
请回答下列问题：
①析出的NaHCO3晶体中可能含有少量氯离子杂质，检验该晶体中是否含有氯离子杂质的操作方法是_______________________________________________________________________。
②向沉淀池中先通入足量NH3，后通入CO2，析出NaHCO3晶体而不是Na2CO3晶体，其原因是_______________________________________________________________________。
③该工艺流程中可回收再利用的物质是________________。
④若制得的纯碱中只含有杂质NaCl。测定该纯碱的纯度，下列方案中可行的是________(填字母)。
a. 向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，沉淀经过滤、洗涤、干燥，称其质量为b g
b. 向m克纯碱样品中加入足量稀盐酸，用碱石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收产生的气体，碱石灰增重b g
c. 向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液，产生的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称其质量为b g
（2）常温下在10 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 HCl溶液20 mL，溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。
根据图示回答下列问题：
①在同一溶液中，CO32－、HCO3－、H2CO3________(填“能”或“不能”)大量共存。
②在滴加盐酸的过程中HCO3－的物质的量先增加后减少的原因是_____________、________(请分别用离子方程式表示)。
③将0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是___________（填字母）。
A. 
B. 
C. 
D. 
（3）若称取10.5 g纯净的NaHCO3固体，加热一段时间后，剩余固体的质量为8.02 g。如果把剩余的固体全部加入到100 mL 2 mol·L－1的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度（设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计）（写出计算过程）。___________
【答案】取少量晶体溶于水，加入硝酸银溶液和足量稀硝酸，若产生白色沉淀，则有Cl－，反之则没有 NH3、CO2、H2O先反应生成NH4HCO3，NH4HCO3与NaCl反应生成NaHCO3 ，NaHCO3的溶解度在相同条件下小于Na2CO3 ，所以NaHCO3易析出 CO2 ac 不能 CO32－＋ H+ === HCO3－ HCO3－＋ H+ === H2O＋CO2↑ D 0.75 mol·L－1
【解析】
（1）①检验晶体中是否有氯离子，取少量晶体溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，该晶体中含有氯离子，故答案为：取少量晶体溶于水，加入硝酸银溶液和足量稀硝酸，若产生白色沉淀，则有Cl－，反之则没有；
②因相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，故向沉淀池中先通入足量NH3，后通入CO2，析出NaHCO3晶体而不是Na2CO3晶体，故答案为：NH3、CO2、H2O先反应生成NH4HCO3，NH4HCO3与NaCl反应生成NaHCO3 ，NaHCO3的溶解度在相同条件下小于Na2CO3 ，所以NaHCO3易析出；
③由图可知，该流程中可循环利用的物质是CO2；
④a.向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥，称其质量为b g，可计算出纯碱的纯度=
=
，正确；
b.向m克纯碱样品中加入足量稀盐酸，Na2CO3和NaHCO3与过量的稀盐酸反应均能产生CO2气体，用碱石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收产生的气体，碱石灰增重b g，无法确定NaHCO3或Na2CO3的量，故无法计算纯碱纯度，错误；
c.向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液，Na2CO3与AgNO3反应生成Ag2CO3沉淀，产生的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称其质量为b g，可计算出纯碱的纯度==
，正确。
答案选ac；
（2）①：H2CO3会发生电离出H+， HCO3－会发生电离出H+和发生水解结合H+， CO32－会发生水解与H+结合，故H2CO3、HCO3－、CO32－不能大量共存；
②在滴加盐酸的过程中HCO3－的物质的量先增加后减少的原因是CO32－＋ H+ = HCO3－、HCO3－＋ H+ = H2O＋CO2↑；
③0.84gNaHCO3的物质的量为0.01mol，1.06g Na2CO3的物质的量为0.01mol；二者混合后，溶液中含有0.01molHCO3-和0.01molCO32-，滴加盐酸，CO32-先与H+反应：CO32-+H+=HCO3-，不放出气体，消耗0.01molH+即0.1L盐酸；此时溶液中含有0.02molHCO3-，继续滴加盐酸，HCO3-与H+反应发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2↑，有气体产生，0.02molHCO3-完全反应消耗盐酸0.2L，即滴加盐酸至0.3L时产生CO2达到最大值。故选D；
（3）n(NaHCO3) =
=0.125 mol, NaHCO3最终完全转变成NaCl,消耗盐酸的物质的量等于NaHCO3物质的量，则n (HCl)剩余=n (HCl) -n (NaHCO3) =0.1L×2mol/L-0.125mol=0.07 5mol，故c (HCl)剩余=
=0.75 mol/L。
答:溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度为0.75 mol/L。
暑假作业北京艺术与科学电子出版社系列答案
第三学期赢在暑假系列答案
【题目】研究非金属元素及其化合物的性质具有重要意义。
Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用装置测定烟气中SO2的体积分数。
（1）将部分烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是_______、________。（填序号）
①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液④饱和NaHCO3溶液
（2）若烟气的流速为amL/min，若t1分钟后，测得量筒内液体体积为VmL，则SO2的体积分数___________。
II.某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性强弱，设计如下实验：
（3）检查装置A的气密性：_________________，向分液漏斗中注水，若水不能顺利滴下，则气密性良好。
（4）整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：___________________________。
（5）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯 | D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄，振荡后，CCl4层无明显变化 | Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性由强到弱的顺序为________ |
（6）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。
Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。
Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。
Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。
Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。
Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因：________________________；可设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加_____________，若______________，则上述解释合理。
②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因：_________________________________。