题目内容

“侯氏制碱法”制得的纯碱中通常含有少量的氯化钠．某同学想测定含有氯化钠杂质的纯碱样品中杂质的质量分数．老师给出如下试剂：稀盐酸、碳酸钾溶液、氯化钙溶液．该同学操作如下；取样品5g全部溶解在20g水中，向所得溶液中加入29g某所选试剂，恰好完全反应．过滤后称得滤液质量为50g．试回答：
（1）发生反应的化学方程式是
 
；
（2）求解样品中纯碱质量（x）的比例式为
 
；
（3）样品中杂质氯化钠的质量分数为
 
；
（4）所得滤液中溶质的质量分数
 
．
分析：（1）纯碱就是Na2CO3，根据已知条件可知，反应前各物质质量之和=20g+5g+29g=54g，完全反应后滤液质量为50g，减少了4g，说明反应中有气体或沉淀生成；那么试剂一定不是碳酸钾溶液，因为碳酸钾溶液与碳酸钠不反应，与氯化钠反应没有气体或沉淀生成；如果试剂是盐酸，则需碳酸钠大约9g才能完全反应，也不符合，故判断所选试剂为氯化钙溶液；
（2）根据碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式和生成沉淀的质量，列出比例式，即可得出求解样品中纯碱质量（x）的比例式，进而计算出参与反应的碳酸钠的质量和生成的氯化钠的质量；
（3）根据“
样品中氯化钠质量
样品质量
×100%”计算即可；
（4）所得滤液中溶质质量=样品中氯化钠的质量+反应后生成的氯化钠质量，然后根据溶质质量分数=
溶质质量
溶液质量
×100%计算即可．
解答：解：（1）氯化钙与碳酸钠反应的化学方程式为：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；
（2）设参与反应的碳酸钠的质量为x，生成的氯化钠的质量为y，
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106          100     117
x             4g      y
∴106：100=x：4g；
100：117=4g：y，
解之得：x=4.24g，y=4.68g；
（3）样品中杂质氯化钠的质量分数为：
5g-4.24g
5g
×100%=15.2%；
（4）所得滤液中溶质的质量为：4.68g+5g-4.24g=5.44g，
所得滤液中溶质的质量分数为：
5.44g
50g
×100%=10.88%．
故答案为：（1）Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；（2）106：100=x：4g；（3）15.2%；（4）10.88%．
点评：本题主要考查学生利用化学方程式和溶质质量分数公式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ．纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标．下面是实验室模拟侯氏制碱法生产原理的主要过程：
①20℃时，向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液；
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒，并不断搅拌，直到NaHCO3结晶析出完毕；
③将析出的晶体过滤，得到晶体和滤液，洗涤晶体，然后将晶体充分加热，得到Na2CO3，同时生成的CO2可以循环利用；
④向③的滤液中加入食盐细粒，析出NH4Cl晶体，过滤，得到NH4Cl．
（1）请写出步骤②和③的化学方程式．
②：
 
；③：
 
．
（2）侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥．该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体
 
（写化学式，下同），此气体可使紫色石蕊试液变蓝，以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子．若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵，常用的试剂是
 
溶液．
Ⅱ．侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等固定用装置已略去）．
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实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中；
④打开装置B的分液漏斗旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g．
试回答：
（1）鼓入空气的目的是
 
，装置A中试剂X最适宜选用
 
．
（2）若没有C装置，则会导致测定结果
 
（填“偏大”或“偏小”）．
（3）E装置的作用是
 
．
（4）请根据实验中测得的有关数据，纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
 
（结果保留一位小数 ）．
某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究．
【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱和化肥NH4Cl．
生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；分离出NaHCO3，加热制得纯碱．
【生产流程】

【相关资料】（1）NH4Cl═NH3↑+HCl↑
（2）已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）
物质 NaCl NaHCO3 NH4Cl NH3 CO2
溶解度 36.0g 9.6g 37.2g 710g 0.9g
【问题讨论】
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称为
过滤
过滤
．
（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：
NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；
NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；
．
（3）溶液B中的溶质有
NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3四种任选两种
NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3四种任选两种
（至少写出两种）．
（4）上述生产流程中可循环使用的是
AB
AB
（填序号）．
A．挥发性气体C        B．溶液D       C．氢氧化镁      D．化肥NH4Cl
【含量测定】
工业纯碱标准：（Na2CO3%≥）
优等品 一等品 合格品
99.2 98.8 98.0
称取纯碱样品10.8g加入适量水，再加入过量CaCl2溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为
合格
合格
品．
计算过程：
98.1%
98.1%
（计算结果保留一位小数）
【总结反思】某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl2溶液改为BaCl2溶液，测定误差会减小，其理由是
等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，所以称量时的（相对）误差较小．
等质量的碳酸钠与氯化钡反应产生的碳酸钡沉淀质量大，所以称量时的（相对）误差较小．
．
（2013?南长区二模）生活中处处有化学，请用所学的化学知识填空．
（1）现有H、O、C、S、Na五种元素，请选用其中的一种或几种元素填写符合下列要求的化学式（各写一个）：
①炼钢的气体
O2
O2
；   ②汽车驾驶员出车前禁止饮用的物质可
C2H5OH
C2H5OH
；
③用于除铁锈的酸
H2SO4
H2SO4
；  ④侯氏联合制碱法制得的“碱”
Na2CO3
Na2CO3
．
（2）我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为铜锌合金，一角币为镁铝合金．
①铸造以上硬币用到的材料都是
金属材料
金属材料
（填“合成材料”或“金属材料”）．
选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是
A
A
 （填序号）．
A．金属的导电性    B．金属的耐腐蚀性    C．金属的硬度
②以上硬币中涉及到Fe、Cu、Al、Ni（镍），已知镍能够发生如下反应
Ni+H2SO4═H2↑+NiSO4        Fe+NiCl2═Ni+FeCl2
这两个反应都属于
置换
置换
反应，（填“化合”、“分解”、“置换”、“复分解”）
四种金属的活动性由强到弱的顺序为
Al＞Fe＞Ni＞Cu
Al＞Fe＞Ni＞Cu
 （用元素符号表示）．

侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等固定装置已略去)．

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；

②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和氧化钙的混合物)的干燥管D的质量为83.4 g；

③准确称得6.0 g纯碱样品放入装置B的广口瓶中；

④打开装置B的分液漏斗旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g．

试回答：

(1)鼓入空气的目的是________，装置A中试剂X最适宜选用________．

(2)若没有C装置，则会导致测定结果________(填：“偏大”或“偏小”)．

(3)E装置的作用是________．

(4)请根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数．(要求：写出计算过程，结果保留1位小数)

侯氏制碱法为纯碱工业的发展做出了杰出的贡献。用此方法制得的工业纯碱产品中会含有一定量的氯化钠．为测定一种用侯氏制碱法生产的工业纯碱产品中碳酸钠的纯度，现取26.5g该工业纯碱样品．加入100g某溶质质量分数的稀盐酸，恰好完全反应，得到117.7g不饱和溶液。请回答下列问题：   
(1)加入稀盐酸发生反应的化学方程式为_____________；   
(2)求解样品中碳酸钠质量(x)的比例式为_____________；  
(3)样品中碳酸钠的纯度为___________；   
(4)若向反应后的溶液中加入54.5g水，则所得溶液中溶质和溶剂的质量最简比为____________；   
(5)工业上常用碳酸钠和氢氧化钙反应来制取氢氧化钠。若要用这种方法制得20 t含氢氧化钠80％的工业烧碱，需要上述用侯氏制碱法获得的工业纯碱产品的质量是_____________。

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