Question

著名侯氏制碱法的重要反应之一：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl．在生产中，NaHCO₃易结晶析出，经过滤得到NaHCO₃晶体和滤液．某化学兴趣小组欲探究所得滤液中溶质的成分，及制得的纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数，请你参与他们的探究活动．
【查阅资料】Ⅰ．碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应．
Ⅱ．2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O； NH₄Cl

△   .

NH₃↑+HCl↑．
Ⅲ．NaCl溶液与AgNO₃溶液反应产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀．
【探究实验1】滤液中含有的溶质是什么？
【作出猜想】猜想1：NH₄Cl         猜想2：NaHCO₃       猜想3：NaCl   猜想4：…
【交流与讨论】（1）化学兴趣小组认为溶质含有NaCl，理由是

 

．
（2）化学兴趣小组经过讨论，认为猜想4可能是

 

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【实验推断】

实验步骤	实验现象	实验结论及分析
①取少量滤液于试管中，滴加足量的NaOH浓溶液后加热，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口．		滤液中含有NH4Cl，有关化学方程式： NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3↑+H2O
②另取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸．	产生无色 无味气体．	滤液中含有   ，有关化学方程式：   ．
③另取少量滤液蒸干后充分灼烧，取灼烧后的残余固体溶于水，滴加稀HNO3，再滴加AgNO3溶液．	产生白色沉淀．	滤液中含有   ，滤液蒸干后充分灼烧的目的是   ．

【探究实验2】测定NaHCO₃晶体受热后所得粉末中Na₂CO₃的质量分数．
（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：

实验操作	实验现象	实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液．	产生白色沉淀．	反应的化学方程式：   ．

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要过量的原因：

 

．
（3）将反应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量．利用沉淀物质量计算Na₂CO₃的质量分数为96%．如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于96%，这是因为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,盐的化学性质,常见离子的检验方法及现象,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【交流与讨论】（1）根据氯化钠如果没有完全反应，则溶质中还含有氯化钠进行解答；
（2）根据滤液中还可能还有NH₄Cl 和NaHCO₃的混合物进行解答；
【实验推断】根据铵盐能和氢氧化钠溶液反应放出氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳以及氯化钠能和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠进行解答；
【探究实验2】（1）根据碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠进行解答；
（2）根据CaCl₂溶液过量可以使Na₂CO₃完全反应进行解答；
（3）根据如果不洗涤沉淀物中混有NaCl和NaHCO₃，所以会使测定结果大于96%进行解答．

解答：解：【交流与讨论】（1）氯化钠如果没有完全反应，则溶质中还含有氯化钠；故填：NaCl没有完全反应；
（2）滤液中还可能还有NH₄Cl 和NaHCO₃的混合物；故填：NH₄Cl 和NaHCO₃的混合物；
【实验推断】铵盐能和氢氧化钠溶液反应放出氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；氯化钠能和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠，滤液蒸干后充分灼烧的目的是除去NH₄Cl；故填：红色变蓝色；NaHCO₃；NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；NaCl；除去NH₄Cl；
【探究实验2】（1）碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；故填：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
（2）CaCl₂溶液过量可以使Na₂CO₃完全反应；故填：使Na₂CO₃完全反应；
（3）如果不洗涤沉淀物中混有NaCl和NaHCO₃，所以会使测定结果大于96%．故填：沉淀物中混有NaCl和NaHCO₃．

点评：解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理，再根据实验的反应原理，利用所取的样品进行实验探究，分析推断出该物质的组成成分．