题目内容

9．课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na2CO3、还含有少量NaCl）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定．
【查阅资料】
①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物，可吸收二氧化碳和水；
②CO2+Ba（OH）2═BaCO3↓+H2O．
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH．
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品．
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水得澄清溶液，加入Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，由此该粗产品中一定不含有Ca（OH）2，理由是Ca（OH）2和Na2CO3能发生化学反应，在溶液中不能共存
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质．
【含量测定】Na2CO3含量的测定：该兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置．取20.0g粗产品，进行实验

（1）实验过程中需持续缓缓通入空气，其目的是把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收
（2）下列各项措施中，不影响测定准确度的是ab（填标号）．
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．取消上图中D装置
（3）实验中准确称取20.0g粗产品，进行测定，测得BaCO3质量为1.97g．则粗产品中碳酸钠的质量分数为5.3%．
（4）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数．实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

分析 【粗产品制备】（1）根据碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析；
【粗产品成分分析】（1）加入Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明粗产品中一定含有碳酸钠，碳酸钠和氢氧化钙不能共存进行分析；
【含量测定】Na2CO3含量的测定：要测定碳酸钠的含量，可以通过与酸反应生成的二氧化碳的质量进行，此时需要排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰，通入空气，能将装置中的二氧化碳排出，氢氧化钠能吸收二氧化碳，饱和碳酸氢钠溶液能起到除去氯化氢的作用．

解答 解：【粗产品制备】（1）碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
【粗产品成分分析】（1）碳酸钠能与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠：（1）加入硝酸钡溶液产生了白色沉淀，则是硝酸钡与碳酸钠发生了反应，有碳酸钠存在，则不可能含有氢氧化钙，因为氢氧化钙会与碳酸钠反应而不能共存；
【含量测定】（1）实验过程中需持续缓缓通入空气，其目的是：把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；
（2）a、二氧化碳会与碱石灰反应，所以在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，不影响测定准确度，故a正确；
b、滴加盐酸不宜过快，过快会加速氯化氢的挥发，所以不影响测定准确度，故b正确；
c、在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，对结果没有影响，故c错误；
d、取消上图中D装置，空气中的二氧化碳会进入C中，故d错误．
故选：ab；
（3）设：粗产品中Na2CO3的质量分数为x
根据Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O，CO2+Ba（OH）2═BaCO3↓+H2O
可得：Na2CO3～BaCO3
106          197
20g×x      1.97g
 $\frac{106}{197}$=$\frac{20g×x}{1.97g}$
解得x=5.3%
答：碳酸钠的质量分数是5.3%．
（4）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数．实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．
故答案为：【粗产品制备】（1）Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
【粗产品成分分析】（1）Ca（OH）2，由上可知粗产品中一定有碳酸钠，而碳酸钠与氢氧化钙在溶液中不能共存；
【含量测定】（1）把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；
（2）ab；
（3）答：碳酸钠的质量分数是5.3%．
（4）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

点评 本题考查了混合物中杂质成分的确定以及含量的测定，完成此题，可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行．

练习册系列答案
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物质杂质除杂质应选用的试剂和操作方法
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19．如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：

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