题目内容
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：
①生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质（MgCl2和CaCl2）及不溶性杂质．
②该厂采用“侯氏制碱法”生产纯碱．
③部分生产流程如下图所示：
【问题讨论】
（1）写出产品A的化学式： ；写出反应（2）的化学反应方程式： ；
（2）溶液A中的溶质有NaCl和 、 ；上述流程中NaOH溶液的作用是除去粗盐中的 ；
【组成确定】
（3）请选择下列装置，设计实验检验纯碱样品中是否混有晶体A，并完成下表：
（4）取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 ；NaCl（写化学式）
【含量测定】
为了测定该纯碱样品的纯度（假定只有36题中的杂质），设计了如下实验：
（5）甲组实验：取10.0g纯碱样品，向其中加入过量的盐酸，直至样品中无气泡冒出．充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量，所得固体质量为10.9g．计算样品中碳酸钠的质量分数为 ；（结果保留3位小数）．
（6）乙组实验：取10.0g纯碱样品，利用右图所示装置，测出反应后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量）．若甲组实验结果准确，则乙组测定的碳酸钠质量分数 （填“偏大”或“偏小”）；其原因可能是 ．
①生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质（MgCl2和CaCl2）及不溶性杂质．
②该厂采用“侯氏制碱法”生产纯碱．
③部分生产流程如下图所示：
【问题讨论】
（1）写出产品A的化学式：
（2）溶液A中的溶质有NaCl和
【组成确定】
（3）请选择下列装置，设计实验检验纯碱样品中是否混有晶体A，并完成下表：
| 选择的装置 （填编号） |
实验现象 | 实验结论 |
| 样品不含晶体A |
（4）取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
【含量测定】
为了测定该纯碱样品的纯度（假定只有36题中的杂质），设计了如下实验：
（5）甲组实验：取10.0g纯碱样品，向其中加入过量的盐酸，直至样品中无气泡冒出．充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量，所得固体质量为10.9g．计算样品中碳酸钠的质量分数为
（6）乙组实验：取10.0g纯碱样品，利用右图所示装置，测出反应后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量）．若甲组实验结果准确，则乙组测定的碳酸钠质量分数
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,纯碱工业（侯氏制碱法）
专题：实验设计题
分析：流程分析：向粗盐中加入过量的水时，氯化钠、氯化镁、氯化钙等物质溶解，形成溶液，再加入过量的氢氧化钠和碳酸钠使钙镁离子转化为沉淀，经操作Ⅰ（过滤）后再加入适量盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子得到精制的食盐水，在食盐水中通入氨气和二氧化碳经过滤得到碳酸氢钠晶体（晶体A）和含有氯化铵的溶液（溶液B），碳酸氢钠受热分解可得到碳酸钠；
（1）产品A的化学式：NH4Cl；反应（2）氯化钠、氨气、水、二氧化碳等物质反应能生成碳酸氢钠和氯化铵；
（2）溶液A中的溶质有NaCl和过量的 NaOH（氢氧化钠）和 Na2CO3（碳酸钠）；上述流程中NaOH溶液的作用是使粗盐中的 MgCl2（氯化镁）转化为沉淀而除去；
（3）碳酸钠化学性质稳定，碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水，据此可设计实验；
（4）氯化钠和硝酸银反应能生成氯化银沉淀和硝酸钠；
（5）根据相关方面的数据可以计算碳酸钠的质量分数，碱石灰能和吸收水和二氧化碳．
（6）若甲组实验结果准确，应生成二氧化碳3.6g，乙组实验后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量），则乙组二氧化碳的量偏小，测定的碳酸钠质量分数偏小，其原因可能是 生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收．
（1）产品A的化学式：NH4Cl；反应（2）氯化钠、氨气、水、二氧化碳等物质反应能生成碳酸氢钠和氯化铵；
（2）溶液A中的溶质有NaCl和过量的 NaOH（氢氧化钠）和 Na2CO3（碳酸钠）；上述流程中NaOH溶液的作用是使粗盐中的 MgCl2（氯化镁）转化为沉淀而除去；
（3）碳酸钠化学性质稳定，碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水，据此可设计实验；
（4）氯化钠和硝酸银反应能生成氯化银沉淀和硝酸钠；
（5）根据相关方面的数据可以计算碳酸钠的质量分数，碱石灰能和吸收水和二氧化碳．
（6）若甲组实验结果准确，应生成二氧化碳3.6g，乙组实验后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量），则乙组二氧化碳的量偏小，测定的碳酸钠质量分数偏小，其原因可能是 生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收．
解答：
解：流程分析：向粗盐中加入过量的水时，氯化钠、氯化镁、氯化钙等物质溶解，形成溶液，再加入过量的氢氧化钠和碳酸钠使钙镁离子转化为沉淀，经操作Ⅰ（过滤）后再加入适量盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子得到精制的食盐水，在食盐水中通入氨气和二氧化碳发生反应：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl，经过滤得到碳酸氢钠晶体（晶体A）和含有氯化铵的溶液（溶液B），碳酸氢钠受热分解可得到碳酸钠，溶液B经处理可得产品A（氯化铵）；
由流程可知：
（1）产品A的化学式：NH4Cl；反应（2）氯化钠、氨气、水、二氧化碳等物质反应能生成碳酸氢钠和氯化铵，化学反应方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl，故答案为：NH4Cl；NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl；
（2）溶液A中的溶质有NaCl和过量的 NaOH（氢氧化钠）和 Na2CO3（碳酸钠）；上述流程中NaOH溶液的作用是使粗盐中的 MgCl2（氯化镁）转化为沉淀而除去；故答案为：NaOH（氢氧化钠）、Na2CO3（碳酸钠） MgCl2（氯化镁）；
（3）碳酸钠化学性质稳定，碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水，据此可设计实验；选择的装置是“AB”或“AC”或“ACB”；现象是“B不变浑浊”或“C不变蓝”或“C不变蓝、B不变浑”，
故答案为：“AB”或“AC”或“ACB”；“B不变浑浊”或“C不变蓝”或“C不变蓝、B不变浑”；
（4）经多次充分加热后，再称重，质量无变化，说明杂质不是碳酸钠，另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，说明沉淀是氯化银，进一步可以证明杂质是氯化钠，化学式是NaCl．
故答案为：NaCl．
（5）解：设10g样品中碳酸钠的质量为X，生成二氧化碳的质量为y；
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑△m，
106 117 44 11
X y （10.9-10）g
解得：X=8.67g，y=3.6g
样品中碳酸钠的质量分数为：
×100%=86.7%．
故答案为：86.7%．
（6）若甲组实验结果准确应生成二氧化碳3.6g，乙组实验后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量），则乙组二氧化碳的量偏小，测定的碳酸钠质量分数偏小；其原因可能是 生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收，故答案为：偏小，生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收．
由流程可知：
（1）产品A的化学式：NH4Cl；反应（2）氯化钠、氨气、水、二氧化碳等物质反应能生成碳酸氢钠和氯化铵，化学反应方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl，故答案为：NH4Cl；NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl；
（2）溶液A中的溶质有NaCl和过量的 NaOH（氢氧化钠）和 Na2CO3（碳酸钠）；上述流程中NaOH溶液的作用是使粗盐中的 MgCl2（氯化镁）转化为沉淀而除去；故答案为：NaOH（氢氧化钠）、Na2CO3（碳酸钠） MgCl2（氯化镁）；
（3）碳酸钠化学性质稳定，碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水，据此可设计实验；选择的装置是“AB”或“AC”或“ACB”；现象是“B不变浑浊”或“C不变蓝”或“C不变蓝、B不变浑”，
故答案为：“AB”或“AC”或“ACB”；“B不变浑浊”或“C不变蓝”或“C不变蓝、B不变浑”；
（4）经多次充分加热后，再称重，质量无变化，说明杂质不是碳酸钠，另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，说明沉淀是氯化银，进一步可以证明杂质是氯化钠，化学式是NaCl．
故答案为：NaCl．
（5）解：设10g样品中碳酸钠的质量为X，生成二氧化碳的质量为y；
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑△m，
106 117 44 11
X y （10.9-10）g
解得：X=8.67g，y=3.6g
样品中碳酸钠的质量分数为：
| 8.67g |
| 10g |
故答案为：86.7%．
（6）若甲组实验结果准确应生成二氧化碳3.6g，乙组实验后装置C增重了3.5g（所加试剂均足量），则乙组二氧化碳的量偏小，测定的碳酸钠质量分数偏小；其原因可能是 生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收，故答案为：偏小，生成的二氧化碳气体没有完全被C中的烧碱吸收．
点评：本题充分考查利用课本知识解决新问题能力，能加深学生对课本知识的理解，训练学生的思维能力、分析解决问题的能力，难度稍大．
练习册系列答案
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下列离子方程式的书写正确的是（ ）
| A、实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2：MnO2+2H++2Cl-═Cl2↑+Mn2++H2O |
| B、将标准状况下1.12 L氯气通入10 mL1 mol/L的溴化亚铁溶液中：2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++6Cl-+2Br2 |
| C、向NaOH溶液中滴加同浓度的少量Ca（HCO3）2溶液：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O |
| D、Fe（OH）3溶于氢碘酸：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O |
下列说法不正确的是（ ）
| A、醋酸和硬脂酸互为同系物，C2H6和C9H20也互为同系物 |
| B、氨基酸是人体必需的营养物质，其晶体主要以内盐形式存在，调节溶液的pH可改变它的溶解度 |
| C、丙氨酸和苯丙氨酸脱水，最多可生成3种二肽 |
| D、向鸡蛋清溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，有沉淀析出，再加水沉淀会溶解 |
下列各组物质中，不是互为同分异构体的是?（ ）
| A、淀粉和纤维素 |
| B、蔗糖和麦芽糖? |
| C、葡萄糖与果糖 |
| D、甘氨酸与硝基乙烷（C2H5NO2）? |
运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．