题目内容

8．碳酸钠是重要的化工原料．以粗盐为原料生产碳酸钠的过程如下，回答下列问题：
【步骤一】粗盐提纯
粗盐（含少量氯化钙、氯化镁等杂质）经净化得到食盐水的主要流程如图1所示．

（1）写出碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓．
（2）滤液中所含的溶质有NaCl、Na2CO3和NaOH．
（3）调节溶液pH，若使用酚酞溶液为指示剂，当观察到溶液颜色恰好由A（填标号）变化时，说明溶液呈中性．
A．红色至无色      B．无色至红色    C．红色至紫色
（4）流程中不用硫酸调节溶液PH的原因是会带入新的杂质．
【步骤二】制碳酸氢钠
用氯化钠与碳酸氢铵（NH4HCO3）反应可制得碳酸氢铵（NaHCO3）．
反应原理：NaCl+NH4HCO3═NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl、NaHCO3 和NH4Cl 的溶解度曲线如图2所示．
（1）相同条件下，氯化钠的溶解度大于氯化铵，应满足的温度范围是0℃＜t＜20℃．
（2）20℃时，向100g 水中加入11.7g 的NaCl和15.8gNH4HCO3恰好完全反应，理论上可生成NaHCO3的质量是多少？实际上从溶液中析出NaHCO3固体的质量为多少？（写出计算过程，结果保留至0.1g ）
（3）分离从溶液中析出的NaHCO3固体应选择图3中的甲
（填“甲”或“乙”）装置，该分离操作中玻璃棒的作用是引流．
（4）写出图3中玻璃仪器a 的名称：漏斗．
【步骤三】制碳酸钠
碳酸氢钠加热后可生成碳酸钠、水和二氧化碳，写出反应的化学方程式：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．

分析 【步骤一】（1）根据碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠进行分析；
（2）根据粗盐中的杂质和所加试剂的反应进行分析；
（3）根据溶液的酸碱性及酸碱指示剂的变色情况进行分析；
（4）根据除杂质的原则，不引入新杂质进行分析；
【步骤二】（1）根据氯化钠和氯化铵的溶解度曲线进行分析；
（2）根据11.7g的NaCl或15.8g的NH4HCO3，进行化学方程式计算，求得生成NaHCO3的质量，进而求出实际上从溶液中析出NaHCO3的固体质量；
（3）根据分离固、液体的操作选装置，分析玻璃棒的作用；
（4）根据如图3所示玻璃仪器写出名称；
【步骤三】根据碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳进行分析．

解答 解：【步骤一】（1）碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，化学方程式为：CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；
（2）粗盐水中含有氯化镁和氯化钙等杂质，加入过量的氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液后充分反应后，生成氯化钠，所以滤液中还有剩余的氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液；
（3）碳酸钠和氢氧化钠溶液都显碱性，遇无色酚酞变红，当溶液由红色变为无色时，溶液变为中性；
（4）流程中不用硫酸调节溶液pH的原因是会产生Na2SO4，引入新杂质；
【步骤二】（1）有图象可知：相同条件下，氯化钠的溶解度大于氯化铵，应满足的温度范围是0-20℃；
（2）设理论上生成的碳酸氢钠质量为x
 NaCl+NH4HCO3═NaHCO3↓+NH4Cl
 58.5            84
 11.7g           x
$\frac{58.5}{11.7g}$=$\frac{84}{x}$
x=16.8g         
实际析出NaHCO3固体的质量为：16.8g-9.7g=7.1g；
（3）固液分离应选择图3中的甲过滤装置，玻璃棒在该操作中的作用是引流；
（4）如图3所示玻璃仪器a的名称是漏斗；
【步骤三】碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．
故答案为：【步骤一】（1）CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓；
（2）NaCl、Na2CO3和NaOH；
（3）A；
（4）会带入新的杂质；
【步骤二】（1）0℃＜t＜20℃；
（2）理论上生成的碳酸氢钠为16.8g，实际析出NaHCO3固体为7.1g；
（3）甲，引流；
（4）漏斗；
【步骤三】2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．

点评 本题难度比较大，涉及粗盐提纯的原理、除杂的原理、侯氏制碱法的原理等理论内容，要通过该题认真总结解题思路．

练习册系列答案
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18．自然界的下列过程或现象中，伴随着化学变化的是（　　）
A．南北两极冰川融化B．江河中沙石迁移
C．地下石油的形成D．天上云雨转移
19．人类的生活和工农业生产都离不开水．
（1）自来水厂生产自来水过程中，使用的净水方法不包括CD（填序号）．
A．沉淀　　　　　　　B．过滤　　　　　　　C．煮沸　　　　　　　D．蒸馏　　　　　　　E．吸附
（2）净化水过程中加明矾的作用是吸附水中的杂质，使其沉降．
（3）自来水厂常用二氧化氯进行投药消毒，二氧化氯的化学式为ClO2；该物质中中氯元素的化合价为+4．
（4）现有两瓶水样，分别是软水和硬水，可用肥皂水来区分．
16．化学与生活息息相关，请根据题意填空：
（1）干冰制冷的原理是干冰升华时吸收大量的热
（2）炉具清洁剂中含有一种常见的碱是氢氧化钠，可以清除油污
（3）硫酸铜是波尔多液的主要成分之一，构成硫酸铜的粒子是（填化学符号）Cu2+、SO42-．
3．金属与人类的生产生活密切相关，牢固掌握金属的知识十分必要．
（1）下列用途是利用了金属的导热性的是d．
a．铜做导线　　　b．金做戒指
c．铝合金做门窗　　　d．铁锅作炊具
（2）银、铁、铜是日常生活中经常接触到的三种技术，对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究，下列所选试剂组可行的是①③．
①Fe、Ag、CuSO4溶液   ②Cu、Ag、FeSO4溶液  ③Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
（3）如图是工业炼铁的示意图，其中焦炭的作用是提供能量和生成一氧化碳气体；有铁生成的化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（4）将锌粉加入到含有Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，充分反映后过滤．
①若滤液中只含一种溶质，请分析则滤渣的成分一定含有铜和银，可能含有锌；
②若滤渣中含有两种金属，请分析滤液的成分硝酸锌．
（5）把一包含有杂质的铁粉样品分成质量相等的两份（杂质不溶于水，且不参与反应）．若向其中一份中加入足量的稀盐酸，充分反应后得到0.4g不容物；向另一份中加入足量的氯化铜溶液，充分反应后得到不容物3.5g，求原样品中铁粉的质量．
13．水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气，某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究．
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）．

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有H2O、CO2
（填化学式）．若装置A与装置B对调位置则不能检出的物质是：H2O（填化学式）．B中变化的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═Ca CO3↓+H2O．
（2）装置C中的药品为NaOH溶液，作用是：除去混合气体中没有反应完的CO2．装置D中的药品为：浓硫酸；若省略装置D则不能检出的物质是：H2（填化学式）．
（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 氢气和一氧化碳．
20．氯碱工业是重要的化学工业，采用电解精制的饱和食盐水来制取NaOH．因为粗盐中含有杂质Na2SO4、MgCl2、CaCl2、泥沙等，必须经过提纯才能使用．
提纯时常用下列操作步骤：
①用稍过量的HCl除去NaOH、Na2CO3；
②过滤；
③用稍过量的BaCl2除去Na2SO4；
④用稍过量的NaOH除去MgCl2；
⑤用稍过量的Na2CO3除去CaCl2等．则：
（1）正确的操作顺序为④③⑤②①或③④⑤②①（填序号）．
（2）加入Na2CO3溶液，其目的之一是除去CaCl2，还有一个目的，其反应的化学方
程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl．
（3）经过上述提纯后的溶液还要进行蒸发的操作，才能得到精制的饱和食盐水．此操作中要用到玻璃棒，其作用是防止因局部温度过高，造成液滴飞溅．
17．化学与工农业生产、百姓生活息息相关，下列说法正确的是（　　）
A．工业上用熟石灰处理硫酸厂的污水
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C．铵态氮肥与碱性肥料混合使用可以明显提高肥效
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18．如图中的①、②分别是镁元素、氯元素在元素周期表中的信息，A、B、C是三种粒子的结构示意图，试回答下列问题：

（1）镁元素的原子序数是12，氯元素的相对原子质量是35.45．
（2）A、B、C中化学性质相似的粒子是AB（填序号）．
（3）镁元素和氯元素形成的化合物的化学式是MgCl2．

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