Question

【题目】纯碱是重要的化工原料，在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用。某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱，流程如下：

（1）工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中SO42-、Ca2+离子，依次加入的试剂及其用量是______________、_______________、过滤、_______________。

（2）已知：几种盐的溶解度

	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
溶解度（20°C，100gH2O时）	36.0	21.7	9.6	37.2

①写出装置I中反应的化学方程式_____________________________________。

②写出装置II中发生反应的化学方程式________________________________。

（3）该流程中可循环利用的物质是__________________。

（4）若制出的纯碱中只含有杂质NaCl。

①检验用该纯碱配制的溶液中含有Cl―的方法是_________________________。

②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，沉淀经过滤、洗涤、干燥，称其质量为b g，则该纯碱的纯度（质量分数）为__________（用m、b来表示）。

Answer 1

【答案】过量BaCl2溶液 过量Na2CO3溶液 适量（过量）稀盐酸 NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 ↑ CO2 取少量纯碱样品，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则说明含有氯离子。 ×100％

【解析】

（1）工业上除去SO42-用含有Ba2+的可溶性盐、除去Ca2+用含有CO32-的可溶性盐；
（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl；
②受热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；
（3）装置II中得到二氧化碳，装置I中需要二氧化碳；
（4）①Cl-的检验常用硝酸酸化的硝酸银溶液，生成不溶于稀硝酸的AgCl沉淀；
②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液反应生成碳酸钙，则最后得到的bg为碳酸钙的质量，根据碳原子守恒由碳酸钙的物质的量可得到碳酸钠的物质的量，在求算出理论上碳酸钠的质量，进而求算纯碱的纯度。

（1）除去饱和食盐水的中SO42-要用BaCl2溶液，除去饱和食盐水的中Ca2+要用Na2CO3溶液，并且除杂时试剂应该过量，最后用稀盐酸调节pH=7，

故答案为：足量BaCl2溶液、足量Na2CO3溶液、适量稀盐酸；

（2）①先向食盐水中通入NH3使溶液呈碱性，CO2、NH3和H2O反应生成NH4HCO3，由于溶解度小NaHCO3，所以NaCl和NH4HCO3反应生成NaHCO3和NH4Cl，即
NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl，

故答案为：NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；

②NaHCO3对热不稳定，受热易分解生成Na2CO3、H2O、CO2，化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2 O+CO2 ↑，

故答案为：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 ↑；

（3）装置II中得到二氧化碳，装置I中需要二氧化碳，所以能循环利用的是二氧化碳，故答案为：CO2；
（4）①Cl-的检验常用硝酸酸化的硝酸银溶液，方法为：取少量纯碱样品溶于水，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则说明其中含有氯离子；
故答案为：取少量纯碱样品溶于水，加入足量的稀硝酸，在加入硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则说明其中含有Cl-；

②向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液反应生成碳酸钙，则最后得到的bg为碳酸钙的质量，则根据碳原子守恒，碳酸钠的物质的量=碳酸钙的物质的量==，则碳酸钠的质量=nM=×106g/mol=g，则该纯碱的纯度=×100％=×100％；

答案为：×100％。