Question

化學興趣小組利用廢燒堿（含少量Na2CO3、NaCl、MgCl2、CaCl2等）制Na2CO3·10H2O。

【制取流程】

【相關資料】①Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3

②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

③在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液，可發(fā)生反應：2NaHCO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl+ H2O+CO2↑

④碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的晶體如下圖所示：

【問題討論】

（1）濾渣主要成分為Mg（OH）2和 ，產(chǎn)生Mg（OH）2的化學方程式 。

（2）操作Ⅰ需使用的玻璃儀器有：燒杯、 和玻璃棒。

（3）取少量溶液B，加入BaCl2溶液，充分混合，若觀察到 （填現(xiàn)象），則溶液B中含NaHCO3。

（4）結(jié)晶后，過濾時的溫度須低于 ℃。

（5）“母液”不能沿流程中虛線路徑循環(huán)使用，原因是 （選填序號）。

①“母液”不含Na2CO3

②“母液”多次循環(huán)后，NaCl含量增加

【組成確定】

（6）取少量粗產(chǎn)品，加水溶解，加足量 （選填數(shù)字序號，下同），充分攪拌，再加少量 ，無沉淀，證明其中不含NaCl。

①AgNO3溶液 ②稀鹽酸 ③稀硝酸

（7）興趣小組同學取32.8g干燥粗產(chǎn)品，用如圖所示裝置（夾持儀器省略）進行實驗：

查閱資料1：Na2CO3·10H2O加熱至32℃，開始分解失水，充分加熱可完全失水；NaHCO350℃時開始分解270℃時完全分解；Na2CO3受熱不分解。

查閱資料2：Ba(OH)2溶液能吸收CO2：Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O

①實驗前要先 ，再裝入粗產(chǎn)品；

裝置A的作用是 。

②粗產(chǎn)品加熱至270℃，據(jù) （填裝置編號及現(xiàn)象），可知粗產(chǎn)品中含NaHCO3。測得C、D共增加m1，E質(zhì)量增加m2，則m1∶m2 （填“＞”、“=”或“＜”）9∶22。

實驗測得m2＝1.1g，則可推算32.8g粗產(chǎn)品中含有NaHCO3的質(zhì)量為 g。

③當加熱至36℃時，測得B中剩余固體27.4g，則該剩余固體是 （填化學式）和NaHCO3的混合物。（此空2分）

Answer 1

（1）CaCO3、 2Na OH+ MgCl2=2NaCl+Mg（OH）2↓

（2）漏斗

（3）出現(xiàn)氣泡

（4）32

（5）②

（6）③、①

（7）①檢查裝置的氣密性 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣

②C中變?yōu)樗{色，E中產(chǎn)生白色沉淀 ＞ 4.2 ③Na 2CO3·7H2O

【解析】

試題分析：【問題討論】（1）燒堿氫氧化鈉與氯化鎂反應，生成氫氧化鎂沉淀；碳酸鈉與氯化鈣反應，生成碳酸鈣沉淀，則濾渣主要成分為氫氧化鎂和碳酸鈣；（2）操作Ⅰ中需要將沉淀于液體分離，即為過濾操作，則需要漏斗；（3）氯化鋇與碳酸氫鈉發(fā)生反應如下：2NaHCO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl+ H2O+CO2↑，當產(chǎn)生氣泡和白色沉淀時，證明溶液B中含碳酸氫鈉；（4）結(jié)晶后，過濾時的溫度須低于32℃

（5）“母液”不能沿流程中虛線路徑循環(huán)使用，原因是“母液”多次循環(huán)后，NaCl含量增加，則選②;【組成確定】先加硝酸，除去碳酸鈉，然后加入硝酸銀溶液，若含氯化鈉，硝酸銀與氯化鈉產(chǎn)生白色沉淀，且白色沉淀氯化銀不溶于稀硝酸。①實驗前要先檢查裝置的氣密性，再加入粗產(chǎn)品；堿石灰能吸收空氣中的水分和二氧化碳，作干燥劑；②粗產(chǎn)品加熱至270℃時，完全分解，產(chǎn)生水，二氧化碳，碳酸鈉，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，無水硫酸銅遇水變?yōu)樗{色；碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生水，碳酸鈉晶體分解也會產(chǎn)生水，C、D共增加m1是兩部分水的質(zhì)量，E質(zhì)量增加m2是碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生二氧化碳，根據(jù)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑進行計算，水和二氧化碳質(zhì)量比為9：:22，所以m1：m2＞9∶22。

【解析】
設碳酸氫鈉質(zhì)量為X

2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑

168 44

X 1.1g

168/44=X/1.1g X=4.2g

③當加熱至36℃時,碳酸氫鈉受熱不會分解，根據(jù)②中碳酸氫鈉質(zhì)量為4.2g可知，粗產(chǎn)品中含有碳酸氫鈉晶體28.6g，則碳酸鈉質(zhì)量=28.6g×（106/136×100%）=10.6g；當加熱至36℃時，測得B中剩余固體27.4g，碳酸氫鈉的質(zhì)量為4.2g，則碳酸鈉晶體質(zhì)量=27.4g-4.2g=23.2g ，可列式為：

23.2g ×（106/106+18n×100%）=10.6g n=7，則化學式為：Na 2CO3·7H2O

考點：實驗方案的設計與評價。