Question

13．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如图1所示：

请回答下列问题：
（1）往饱和食盐水中通入足量的NH₃、CO₂，先通NH₃．
（2）从生产流程图可知，可循环的物质是CO₂．
（3）写出生产流程中的化学方程式NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）为了检验含有NaHCO₃杂质的Na₂CO₃产品的纯度，现将W₁g产品加热到恒重，其质量为W₂g，则该产品的纯度（质量分数）是图2中的A．

Answer 1

分析 （1）氨气极易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度较小；
（2）联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠，反应式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，沉淀池中得到的为碳酸氢钠，加热分解生成碳酸钠、水和CO₂；
（3）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体；高温下，碳酸氢钠不稳定易分解；
（4）加热发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，利用反应前后固体的质量差、结合差量法来计算碳酸氢钠的质量，再计算碳酸钠样品的纯度．

解答 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度较小，氨气极易溶于水，所以应该先通氨气有利于吸收二氧化碳，故答案为：NH₃；
（2）在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物，可以循环利用，故答案为：CO₂；
（3）在沉淀池氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；碳酸氢钠不稳定，在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案为：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）设样品中含有NaHCO₃杂质的质量为x，则
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O?质量减少△m
2×84      106                62
x                         （w₁g-w₂g）
所以2×84：62=x：（w₁g-w₂g）
解得x=$\frac{84（{W}_{1}-{W}_{2}）}{31}$g，
则w（Na₂CO₃）=1-$\frac{X}{{W}_{1}}$=$\frac{84{W}_{2}-53{W}_{1}}{31{W}_{1}}$，
故选A．

点评 本题考查了实验方案的设计和混合物有关计算，明确物质的性质是解本题关键，了解制备原理，知道常见物质分离的方法，注意根据质量守恒定律理解差量法，难度中等．