Question

Na₂CO₃，俗名純堿，是重要的化工原料，純堿的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)．某興趣小組對(duì)Na₂CO₃的制取方法進(jìn)行探究：

（1）查閱資料得知，純堿可以由自然界中天然的堿湖中得到．我國(guó)青海湖地區(qū)就有“夏天曬鹽，冬天撈堿（純堿）”的說(shuō)法．結(jié)合圖1的Na₂CO₃和NaCl的溶解度曲線(xiàn)，試解釋“冬天撈堿”的原理：

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室中可以通過(guò)NaOH溶液與CO₂反應(yīng)得到．該興趣小組在探究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，將CO₂通入NaOH溶液中時(shí)并沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象．為了證明反應(yīng)確實(shí)發(fā)生了，該小組設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：取反應(yīng)后的溶液，滴加無(wú)色酚酞溶液．該方案是否可行？為什么？
（3）在工業(yè)上，我國(guó)科學(xué)家侯德榜創(chuàng)造了“侯氏制堿法”，其主要生產(chǎn)過(guò)程如下：
①向飽和食鹽水中先后通入足量的NH₃和CO₂，得到NaHCO₃沉淀（由于溶解度較小而析出）和一種氮肥X，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+X，其中X的化學(xué)式為

 

；農(nóng)業(yè)上還常用到一種復(fù)合肥是

 

（填物質(zhì)名稱(chēng)）；
②將NaHCO₃加熱分解得到純堿Na₂CO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）用侯氏制堿法制得的純堿產(chǎn)品中常含有少量的氯化鈉．該小組對(duì)剛生產(chǎn)出的純堿產(chǎn)品的純度進(jìn)行檢測(cè)：取20g純堿產(chǎn)品，加入適量的稀鹽酸，反應(yīng)中得到氣體的質(zhì)量與加入稀鹽酸的質(zhì)量關(guān)系如圖2所示．試計(jì)算該純堿產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（5）該興趣小組思考后認(rèn)為，檢測(cè)純堿產(chǎn)品的純度時(shí)也可以選擇另一種和稀鹽酸類(lèi)別不同的物質(zhì)，試寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

Answer 1

考點(diǎn)：純堿的制取,結(jié)晶的原理、方法及其應(yīng)用,堿的化學(xué)性質(zhì),常見(jiàn)化肥的種類(lèi)和作用,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：常見(jiàn)的鹽 化學(xué)肥料

分析：（1）根據(jù)碳酸鈉的溶解度隨溫度的變化情況分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈉和碳酸鈉均呈堿性分析；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律來(lái)判斷物質(zhì)的化學(xué)式；含有兩種或兩種以上營(yíng)養(yǎng)元素的肥料為復(fù)合肥料；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式利用二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量，并求質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)碳酸根可與鈣離子結(jié)合成白色沉淀分析．

解答：（1）Na₂CO₃的溶解度隨溫度的升高明顯增大，冬天時(shí)氣溫低，Na₂CO₃的溶解度小從而析出；
故答案為：Na₂CO₃的溶解度隨溫度的升高明顯增大，冬天時(shí)氣溫低，Na₂CO₃的溶解度小從而析出；
（2）不可行．因?yàn)镹a₂CO₃的溶液也呈堿性，加入酚酞試液始終為紅色，不能證明反應(yīng)發(fā)生；
故答案為：不可行．因?yàn)镹a₂CO₃的溶液也呈堿性；
（3）①反應(yīng)的化學(xué)方程式NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+X，可知可知反應(yīng)前各原子個(gè)數(shù)為：
      反應(yīng)前  反應(yīng)后
Na原子   1       1
Cl原子   1       0
N原子    1       0
H原子    5       1
C原子    1       1
O原子    3       3
根據(jù)反應(yīng)前后原子種類(lèi)、數(shù)目不變，可判斷生成物X的一個(gè)分子由4個(gè)H原子、1個(gè)N原子、1個(gè)Cl原子構(gòu)成，4個(gè)H原子與1個(gè)N原子可形成NH₄⁺，因此可確定物質(zhì)X的化學(xué)式可表示為NH₄Cl；硝酸鉀是農(nóng)業(yè)上常用到的一種復(fù)合肥；
②碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
故答案為：①NH₄Cl；硝酸鉀；
②2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（4）解：設(shè)純堿產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     6.6g

106

44

=

x

6.6g

x=15.9g
所以純堿產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

15.9g

20g

×100%=31.8%；
答：純堿產(chǎn)品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.8%；
（5）碳酸根可與鈣離子結(jié)合成白色沉淀，因此可選擇氫氧化鈣或碳酸鈣與碳酸鈉反應(yīng)，根據(jù)生成的沉淀的量計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH或Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH或Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查有關(guān)碳酸鈉的性質(zhì)和計(jì)算，考查內(nèi)容較多，在做題的過(guò)程中要仔細(xì)分析和計(jì)算．