Question

5．回答下列問題：
（1）碳酸鈉是玻璃、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革等工業(yè)的重要原料，它屬于鹽（填“酸”、“堿”或“鹽”），它的俗名叫純堿的原因是碳酸鈉的水溶液顯堿性．
（2）無水碳酸鈉的工業(yè)制法主要有氨堿法和聯(lián)合制堿法兩種．氨堿法即以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣（極易溶于水）為原料來制取純堿．工業(yè)上是用N₂和H₂在高溫、高壓和催化劑條件下合成氨的．實驗室一般用氯化銨和消石灰共熱來制備少量的氨氣，該反應(yīng)的化學方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，制取和收集氨氣可用下圖中的A和D裝置．

（3）某海洋化工集團用氨堿法生產(chǎn)的純堿產(chǎn)品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，其產(chǎn)品包裝袋上注明：碳酸鈉≥96%．為測定該產(chǎn)品中含碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，進行了以下實驗，取11.0g純堿樣品放入燒杯中，稱得燒杯及所盛純堿樣品的總質(zhì)量為158.0g，再把100g稀鹽酸平均分成四份依次加入樣品中，每次均充分反應(yīng)．實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

所加鹽酸的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次
燒杯及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量/g	181.2	204.4	228.6	253.6

請你據(jù)此分析計算：
①第一次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量是1.8g．
②該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是否合格？（要求寫出計算過程，結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）欲知碳酸鈉屬于哪一類，須熟知酸、堿、鹽的概念，欲知它的俗名叫純堿的原因，須知它的水溶液的性質(zhì)；
（2）根據(jù)氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氨氣、水和氯化鈣，實驗室制取氨氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氨氣極易溶于水，密度比空氣密度小進行分析；
（3）①根據(jù)第一次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳質(zhì)量應(yīng)該是參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量之和，減去反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量之和進行分析；
②根據(jù)其產(chǎn)品包裝袋上注明：碳酸鈉≥96%，故該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)只要≥96%，就是合格．所以應(yīng)先求出該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，再通過比較，就可知是否合格進行分析．

解答 解：（1）酸指電離時產(chǎn)生的陽離子全部都是氫離子的化合物，堿指電離時產(chǎn)生的陰離子全部都是氫氧根離子的化合物，鹽指電離時生成金屬陽離子（或NH₄）和酸根離子的化合物，所以碳酸鈉（Na₂CO₃）屬于鹽，它的俗名叫純堿是因為碳酸鈉的水溶液顯堿性；
（2）①消石灰的化學式為Ca（OH）₂，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氨氣、水和氯化鈣，化學方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②由題意可知，實驗室一般用氯化銨和消石灰共熱來制備少量的氨氣，所以要用A裝置來進行加熱，又因為NH₃的密度比空氣小，且易溶于水，所以用D向下排空氣法收集，所以制取和收集氨氣可用下圖中的A和D裝置；
（3）①第一次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳質(zhì)量應(yīng)該是參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量之和，減去反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量之和．第一次加入稀鹽酸是100g÷4=25g，燒杯及所盛純堿樣品的總質(zhì)量為158.0g，因此燒杯及參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量之和為158g+25g=183g，充分反應(yīng)后燒杯及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為181.2g，所以生成的二氧化碳的質(zhì)量為183g-181.2g=1.8g；
②共生成二氧化碳的質(zhì)量為158g+100g-253.6g=4.4g
設(shè)樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g
樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.6g}{11g}$×100%=96.4%＞96%，
所以產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)合格．
故答案為：（1）鹽，碳酸鈉的水溶液顯堿性；
（2）Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，A，D；
（3）①1.8g；
②所以產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)合格．

點評 本題覆蓋的知識面較廣，它要求學生要熟記酸堿鹽的概念，對常見物質(zhì)的化學式能正確書寫，并且能理解充分反應(yīng)的概念，還要熟練掌握質(zhì)量分數(shù)的計算方法，才能正確答題．