Question

某制堿廠以巖鹽水為主要原料生產(chǎn)純堿（碳酸鈉）和其他副產(chǎn)品．
（一）原料巖鹽水主要是含氯化鈉，此外還含有較多硫酸鈉，以及少量氯化鈣和氯化鎂．
上述幾種物質(zhì)在不同溫度時(shí)的溶解度數(shù)據(jù)如下表：

溫度/℃		0	10	20	30	40
溶 解 度 /g	氯化鈉	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6
	硫酸鈉	4.5	9.6	20.2	40.8	48.4
	氯化鈣	59.5	65.0	74.5	100	116
	氯化鎂	52.9	53.8	54.8	56.0	58.0

（1）10℃時(shí)，由100g水配制得到的飽和硫酸鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量是

 

g；溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

（精確到0.1%）．
（二）巖鹽水初步處理后，經(jīng)凈化、精制得到生產(chǎn)碳酸鈉所需要的食鹽水，同時(shí)制取副產(chǎn)品A晶體，其主要流程如下：

（2）“降溫”的目的是析出副產(chǎn)品“A晶體”，A的化學(xué)式是

 

；
（3）“操作I”中的操作是

 

，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作，需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還有

 

．
（4）“鹽水精制Ⅰ”是除去鹽水中的少量氯化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

；
（5）“鹽水精制Ⅱ”是除去鹽水中的其他雜質(zhì)．反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

．
（三）將食鹽水制成飽和溶液，先向其中通入足量的氨氣，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶體析出；將晶體轉(zhuǎn)移出來(lái)后，加熱至不再有氣體產(chǎn)生，所得固體即為純堿．
【組成確定】
（6）①稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無(wú)變化；②另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過(guò)量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì)

 

（寫化學(xué)式）．
【含量測(cè)定】
（7）稱取純堿樣品10.8g加入適量水，再加入過(guò)量CaCl₂溶液，攪拌、過(guò)濾、洗滌、干燥后稱得固體質(zhì)量為10.0g．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算并結(jié)合下表判斷此純堿樣品等級(jí)為

 

品．計(jì)算過(guò)程：

 

．

工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)：（Na2CO3%≥）
優(yōu)等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

【總結(jié)反思】
（9）某同學(xué)認(rèn)為，在上述純堿含量測(cè)定中，將CaCl₂溶液改為BaCl₂溶液，測(cè)定誤差會(huì)減小，其理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯化鈉與粗鹽提純,過(guò)濾的原理、方法及其應(yīng)用,鹽的化學(xué)性質(zhì),純堿的制取,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：常見(jiàn)的鹽 化學(xué)肥料

分析：（一）根據(jù)圖中信息可知，10℃時(shí)100g水最多溶解9.6g硫酸鈉，由此計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（二）（2）根據(jù)固體的溶解度曲線可以判斷出物質(zhì)的溶解度隨溫度變化的變化情況，從而確定通過(guò)降溫還是蒸發(fā)溶劑的方法使溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出．
（3）分離固液混合物用過(guò)濾的操作，根據(jù)過(guò)濾需要的儀器解答．
（4）根據(jù)鎂離子的性質(zhì)分析，加入氫氧化鈣溶液可以生成氫氧化鎂沉淀除去鎂離子．
（5）根據(jù)鈣離子的性質(zhì)分析，加入碳酸鈉溶液可以和鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀而除去鈣離子．書(shū)寫方程式關(guān)鍵要根據(jù)書(shū)寫要求進(jìn)解答；
  （三）
 （6）確定純堿樣品含有的雜質(zhì)，可用反向思維方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質(zhì)是什么進(jìn)行分析；
 （7）利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算出二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定其等級(jí)；
 （8）從題意知等質(zhì)量的碳酸鈉與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的誤差小，能減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)分析．

解答：解：（一）根據(jù)圖中信息可知，10℃時(shí)100g水最多溶解9.6g硫酸鈉，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

9.6g

109.6g

×100%=8.8%；
（二）（2）由于巖鹽水主要含氯化鈉，此外還含有較多硫酸鈉，以及少量氯化鈣和氯化鎂，而且氯化鈉的溶解度受溫度的影響很小，而硫酸鈉的溶解度隨溫度的降低明顯減小，因此降溫時(shí)析出的主要是Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄
（3）由于是把析出的晶體和溶液分開(kāi)，因此應(yīng)用過(guò)濾的方法，故答案為：過(guò)濾，漏斗
（4）由于氫氧化鈣溶液能夠和巖鹽水中的氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，故答案為：Ca（OH）₂+MgCl₂═CaCl₂+Mg（OH）₂↓
（5）由于碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故答案為：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
（三）
（6）由題意可知，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反應(yīng)物中一定有氯離子，并且樣品完全溶于水，由此可以推斷純堿樣品含有雜質(zhì)NaCl，故答案為：NaCl；
（7）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量X　
     Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
　   106         100         　
　    x            0.8g     
　　106：100=x：0.8g
　　x=8.46g
Na2CO3%=

8.46g

10.8g

×100%=98.1%
因：98.1%＜98.8% 
所以此樣品為合格品．
（8）從題意知等質(zhì)量的碳酸鈉與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的誤差小，能減小實(shí)驗(yàn)誤差
答案：
（1）①9.6    ②8.8%
（2）Na₂SO₄
（3）過(guò)濾    漏斗
（4）Ca（OH）₂+MgCl₂═Mg （OH）₂↓+CaCl₂
（5）Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2 NaCl
（6）NaCl
（7）合格  98.1%
（8）等質(zhì)量的碳酸鈉與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的（相對(duì)）誤差�。�

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了物質(zhì)的分離操作和除去雜質(zhì)的方法，要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ɑ蛟噭┻M(jìn)行解答，書(shū)寫化學(xué)方程式時(shí)一定要規(guī)范．本題難度較大，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和理解的能力；在書(shū)寫化學(xué)方程式及計(jì)算過(guò)程一定要規(guī)范．