Question

3．我国著名化学家侯德榜发明的“联合制碱法”主要原理是：I．向浓氨水中通入足量的CO₂，使氨气、水和CO₂发生化合反应而生成NH₄HCO₃溶液；Ⅱ．向所得溶液中加入食盐细粒，充分搅拌，会析出溶解度较小的小苏打固体并得到化肥溶液；Ⅲ．加热析出的固体制取纯碱．此法经过调整并应用于化工产业，某化工企业的工艺流程示意图如下：

请完成下列填空：
（1）“联合制碱原理Ⅱ”中发生反应的化学方程式为NH_4HCO₃+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl．
（2）在如图的流程中，先加Ca（OH）₂溶液的目的是将氯化镁转化为氢氧化镁沉淀，再加入Na₂CO₃溶液的目的是将氯化钙和多余的氢氧化钙除去．
（3）“操作1”的名称是过滤，“氨化溶液”后，溶液的pH大于7（填：“大于”、“小于”或“等于”），从而有利于吸收“气体A”，气体A为二氧化碳（填名称）．
（4）利用“270℃以上小苏打完全分解，纯碱受热不分解”的性质，化学兴趣小组的同学对
实验室所购纯碱（假设所含杂质均为小苏打）进行了如下实验：称取20.00g干燥的固体样品放入坩埚，300℃恒温加热至质量不变，在干燥器中冷却后称量残留固体质量为19.38g．根据题目所给信息，计算该样品中纯碱的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析 根据反应物和生成物书写反应的化学方程式，氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙；碳酸钠能与氯化钙与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；过滤是分离不溶性固体和液体的方法；结合反应的化学方程式以及物质间的质量关系进行求算即可．

解答 解：（1）碳酸氢铵能与氯化钠反应生成碳酸氢钠和氯化铵，故填：NH_4HCO₃+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl；
（2）加入的氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，加入的碳酸钠能与氯化钙和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀而除去，故填：将氯化镁转化为氢氧化镁沉淀；将氯化钙和多余的氢氧化钙除去；
（3）经过操作Ⅰ得到了沉淀，故该操作是过滤，氨化后的溶液呈碱性，pH大于7，有利于吸收的气体是二氧化碳，故填：过滤，大于，二氧化碳；
（4）设碳酸氢钠的质量为x
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO₃+H₂O+CO₂↑
168                62
x                 20.00g-19.38g
$\frac{168}{62}=\frac{x}{20.00g-19.38g}$
x=1.68g
碳酸钠的质量为20g-1.68g=18.32g，故碳酸钠的质量分数为：$\frac{18.32g}{20g}×100%=91.6%$
答：样品中纯碱的质量分数为91.6%．

点评 本题考查的是常见的物质的制取以及物质含量的确定，完成此题，可以依据已有的知识结合物质间的反应以及物质的性质进行．