Question

某校化學(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對相關(guān)問題進(jìn)行研究．
【產(chǎn)品與原理】
該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品--純堿（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl．
生產(chǎn)原理是：將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反應(yīng)為：
NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；分離出NaHCO₃，加熱制得純堿．
【生產(chǎn)流程】

【相關(guān)資料】
（1）NH₄Cl

△   .

NH₃↑+HCl↑
（2）已知20℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下

物質(zhì)	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）
【問題討論】：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名稱為

 

．
（2）反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式：

 

．
（3）反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為：

 

．
（4）溶液B中的溶質(zhì)有

 

（至少寫出兩種）．
（5）上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是

 

（填序號(hào)）．
A．揮發(fā)性氣體C； B．溶液D； C．氫氧化鎂；D．化肥NH₄Cl
【組成確定】
（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）．
【含量測定】
稱取純堿樣品10.8g加入適量水，再加入過量CaCl₂溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱得固體質(zhì)量為10.0g，
請通過計(jì)算并結(jié)合右表判斷此純堿樣品等級(jí)為

 

品．
【計(jì)算過程】

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

 

．

Answer 1

分析：問題討論（1）欲使懸濁液變?yōu)槿芤�，可過濾掉其中的不溶物；
（2）根據(jù)鹽的溶解性可知，在第一次反應(yīng)后溶液中只剩NaCl、Na₂CO₃、NaOH，所以在加入鹽酸后Na₂CO₃、NaOH可與鹽酸反應(yīng)生成NaCl等；
（3）純堿就是碳酸鈉，所以其化學(xué)式就是Na₂CO₃；
（4）根據(jù)題干中提供的侯氏制堿法的反應(yīng)原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO₃不會(huì)全部析出，肯定會(huì)有部分溶解在溶液中；
（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質(zhì)的混合物，因?yàn)榻o出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產(chǎn)流程中都可以循環(huán)使用；
（組成確定）
（2）欲知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；
（含量測定）利用化學(xué)方程式可以求出純堿的質(zhì)量，用

純堿質(zhì)量

樣品質(zhì)量

×100%可計(jì)算出純度，再與工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)對照，即可知道屬于哪類產(chǎn)品；
（總結(jié)反思） 等質(zhì)量的碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鋇沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的（相對）誤差�。�

解答：解：（共15分）
【問題討論】：
（1）固體小顆粒懸浮于液體里形成的混合物叫懸濁液，欲使懸濁液變?yōu)槿芤海�可過濾掉其中的不溶物，故操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名稱為過濾．（1分）
（2）由圖可知，反應(yīng)①中與鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)有NaOH和Na₂CO₃，故反應(yīng)方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O或Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑（2分）
（3）由圖可知，晶體A為2NaHCO₃，所以反應(yīng)③中得到純堿的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（2分）
（4）由圖可知，溶液B中的溶質(zhì)有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃四種，故答案為其中的任意兩種（2分），（寫名稱或名稱符號(hào)混寫也可．只寫1個(gè)且正確給（1分），只要寫錯(cuò)1個(gè)就不給分）
（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質(zhì)的混合物，因?yàn)榻o出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產(chǎn)流程中都可以循環(huán)使用（2分），（選對1個(gè)給（1分），只要選錯(cuò)1個(gè)不給分）
【組成確定】：
（2）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Cl根離子，由題意可知，向該溶液中加入過量稀HNO₃反應(yīng)物，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；（1分）
【含量測定】（除計(jì)算過程（3分）外，其余每空（1分）．）
合格（1分）
解：設(shè)Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl（1分）
106          100
x             10.0g
106：100=x：10.0g
解得：x=10.6g（1分）

10.6

10.8

×100%≈98.1%，與工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)對照，屬于合格品；
【總結(jié)反思】等質(zhì)量的碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鋇沉淀質(zhì)量大，稱量時(shí)的（相對）誤差小

點(diǎn)評(píng)：本題主要測試學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作過程的掌握，以及根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力．學(xué)生必須有牢固的知識(shí)，才能順利解答．