题目内容
【题目】烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是________开始反应时的离子方程式是_______。
②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是_______。
(2)向100mL 1mol·L－1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.________，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.________。
①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为________g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为________(填字母序号)。
a．盐酸 b．MgCl2溶液 c．BaCl2溶液 d．Ba(OH)2溶液 e．酚酞试液
在验证的过程中，一定需要进行的操作是________(填字母序号)。
a．萃取 b．洗涤 c．过滤 d．分馏
③若白色固体X为第Ⅲ种组成，下列实验方案中不能测定其中NaHCO3质量分数的是________。
a．取m g X与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得n g固体
b．取m g X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体
c．取m g X充分加热，质量减少n g
d．取m g X与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重n g
④若白色固体X的质量为7.0g，则X的组成为________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
【答案】水沿导管由广口瓶进入烧瓶 CO2＋2OH-=CO32-+H2O 广口瓶中的长导管口有气泡产生 Na2CO3 NaHCO3 5.85 c，b(或c，e) c d Ⅲ
【解析】
(1)CO2与NaOH反应生成Na2CO3，烧瓶内压强减小；
(2)由于CO2和NaOH反应时物质的量之比不同则产物不同，可根据CO2 和NaKOH反应时物质的量之比对产物进行讨论；
①固体X溶解于水在所得溶液中加入盐酸使溶液pH=7得到的溶液为氯化钠，依据钠元素守恒计算质量；
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na2CO3，需要验证碳酸根离子和氢氧根离子，由选项试剂可知利用氯化钡溶液检验碳酸根离子，依据氢氧化钠或酚酞试液检验氢氧根离子的存在；验证过程中需要把沉淀过滤后再检验氢氧根离子；
③若白色固体X为第Ⅲ种组成，Na2CO3、NaHCO3；
a.氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成碳酸钡沉淀，与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀，依据碳酸钠和碳酸氢钠混合物质量为m，生成碳酸钡沉淀质量为ng，依据碳元素守恒列式可以计算；
b.取mg X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体为氯化钠，依据钠元素 守恒列式计算；
c.取m g X充分加热，减重n g，发生的反应是碳酸氢钠受热分解，依据质量减少为水和二氧化碳质量结合化学方程式计算得到碳酸氢钠质量；
d.稀硫酸与二者皆反应，且水有挥发，所以求算不出来；
④依据氢氧化钠和二氧化碳的反应分析，二氧化碳和氢氧化钠按照物质的量1：2反应生成碳酸钠，按照1：1反应生成碳酸氢钠，以此计算判断。
(1)①将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，二氧化碳与烧碱溶液发生了反应：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，引起烧瓶内气体压强减小，导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶；
②若其他操作不变，将A与C连接，广口瓶中气体压强与烧瓶内的气体压强相同，都小于外界大气压强，外界空气通过长的玻璃导管进入到广口瓶中，在长导气管口不断有气泡产生；
(2)由①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、②CO2+NaOH=NaHCO3，可知：当n(CO2)：n(NaOH)=1：2时产物为Na2CO3；当n(CO2)：n(NaOH)=1：1时产物为NaHCO3；当n(CO2)：n(NaOH)<1：2时，NaOH过量，则产物为Na2CO3、NaOH；当1：2<n(CO2)：n(NaOH)<1：1时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为Na2CO3、NaHCO3。
向100mL 1molL-1烧碱溶液中不断通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是：NaOH、Na2CO3；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3；
①固体X溶解于水在所得溶液中加入盐酸使溶液pH=7得到的溶液为氯化钠，依据钠元素守恒，100mL 1molL-1烧碱溶液中含有钠元素物质的量为0.1mol，所得氯化钠固体质量=0.1mol×58.5g/mol=5.85g；
②验证白色固体X是第I种组成NaOH、Na2CO3，需要验证CO32-和OH-，由选项试剂可知利用BaCl2溶液与CO32-反应产生BaCO3白色沉淀检验CO32-离子，依据NaOH遇酚酞试液变为红色或与MgCl2溶液，有产生Mg(OH)2白色沉淀检验OH-的存在；所以根据使用试剂先后，合理选项是cb或ce；
在验证离子存在时，先加入BaCl2溶液，发生反应产生BaCO3沉淀，将该沉淀过滤除去后再向滤液中加入MgCl2溶液或低价酚酞试液检验Mg2+，故需要的操作是过滤，故合理选项是c；
③若白色固体X为第Ⅲ种组成，即为Na2CO3、NaHCO3；
a. Ba(OH)2与NaHCO3反应生成BaCO3沉淀，与BaCO3反应生成BaCO3沉淀，依据碳酸钠和碳酸氢钠混合物质量为m，生成碳酸钡沉淀质量为ng，根据碳元素守恒列式可以计算，a不符合题意；
b.取mg X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体为氯化钠，根据钠元素守恒列式计算，设碳酸钠amol，碳酸氢钠bmol，(2a+b)(23+35.5)=n，106a+84b=m，两式联立可求解，b不符合题意；
c.取m g X充分加热，减重ng，发生的反应是碳酸氢钠受热分解，依据质量减少为水和二氧化碳质量结合化学方程式计算得到碳酸氢钠质量，设碳酸钠Xmol，碳酸氢钠Ymol，0.5Y(18+44)=n，106X+84Y=m，列式计算得到，c不符合题意；
d.取m g X与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重ng，稀硫酸与二者皆反应，且水有挥发，吸收的增重为二氧化碳和水蒸气质量，因此求算不出碳酸氢钠的质量分数，d符合题意；
故合理选项是d；
④100mL 1molL-1烧碱溶液中含有NaOH物质的量为0.1mol，依据钠元素守恒，若全部生成Na2CO3，固体质量为0.1mol×
×106g/mol=5.3g，若全生成碳酸氢钠固体质量=0.1mol×84g/mol=8.4g，现在得到的白色固体的质量为7.0g，介于二者之间，说明固体为Na2CO3，NaHCO3的混合物，故X的组成为Ⅲ。
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【题目】氯酸钾是常见的氧化剂，用于制造火药、烟火。工业上用石灰乳氯化法制备氯酸钾的流程如图所示：
已知：氯化过程主要发生反应：
完成下列填空：
(1)工业生产氯气的方法是________（请用文字表述）。
(2)氯化过程需要控制较高温度，其目的有：①_______；②减少Cl2与Ca(OH)2之间的副反应。
(3)向热的滤液中加入稍过量的氯化钾，待溶解完全后进行冷却，有大量氯酸钾晶体析出，写出相关反应的化学方程式：______。得到的氯酸钾晶体中可能会含有少量氯化钾，进一步提纯的方法是_______。
(4)为测定所得晶体中氯酸钾的纯度，将a g样品与b g二氧化锰混合，加热该混合物一段时间后（杂质不参加反应）冷却，称量剩余固体质量，重复加热、冷却、称量操作，记录数据如下表：
加热次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
剩余固体质量（g） | c | d | e | e |
(i)进行加热操作时，应将固体置于________（填仪器名称）中。
(ii)该实验不必进行第五次加热的原因是_______。
(iii)若某次测定结果的相对误差为-2.98%，写出导致这一结果的一种可能情况。______。
