Question

純堿是一種非常重要的化工原料，工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如圖：
某興趣小組的同學(xué)圍繞著該純堿樣品進行了研究．
【查閱資料】
（1）NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃↓+NH₄Cl
（2）2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑      （3）二氧化碳氣體難溶于飽和碳酸氫鈉溶液
【研究課題1】純堿樣品中含有的固體雜質(zhì)的成分．
經(jīng)過分析和推測，小組同學(xué)認為純堿樣品中可能混有NaHCO₃和NaCl．
【實驗設(shè)計】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①如圖裝置，把少量樣品放入a試管中加熱	②b試管澄清石灰水 沒變渾濁	③純堿樣品中   （填“有”或者“沒有”）NaHCO3
④取樣品少量，溶解，加足量稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液	⑤	⑥純堿樣品中有NaCl

【研究課題2】純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少呢？
實驗方案Ⅰ：將10g純堿樣品加水溶解，再加入

 

（填“足量”或“少量”）氯化鈣溶液充分反應(yīng)，過濾，將過濾得到的固體洗滌、干燥、稱量，得到固體8g．下列洗滌沉淀的方法正確的是

 

a．將濾紙上的沉淀轉(zhuǎn)移至燒杯中，加水，用玻璃棒充分攪拌，過濾．重復(fù)此操作2-3遍．
b．直接在過濾器中加水淋洗，并用玻璃棒不斷攪拌．重復(fù)此操作2-3遍；
c．直接在過濾器中加水浸沒固體，待水濾干．重復(fù)此操作2-3遍．
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（請寫出計算過程，計算的最終結(jié)果精確至0.1%）．
實驗方案Ⅱ（如圖所示）：

精確稱量D、E裝置總質(zhì)量為600.0g，按上圖組裝后，將12.0g純堿樣品放入錐形瓶中，加入足量稀硫酸溶液，待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時，打開止水夾K，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后稱量裝置D、E的總質(zhì)量為604.4g（堿石灰主要成分為CaO和NaOH）．
【分析與討論】（1）反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是

 

．
（2）若把裝置中的稀硫酸改成稀鹽酸，則CO₂氣體中會混入氯化氫氣體．有同學(xué)認為可用NaHCO₃溶液除去二氧化碳氣體中的氯化氫氣體，你認為這種試劑

 

（填“行”或“否”）．
分析與評價】經(jīng)過多次多人實驗的結(jié)果對比，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，用實驗方案Ⅱ測得的結(jié)果比用實驗方案Ⅰ測得的結(jié)果更接近實際值．實驗方案Ⅰ得到的實驗結(jié)果誤差比較大的原因是

 

．
【拓展與延伸】對D裝置洗氣瓶內(nèi)溶液中是否有NaOH剩余做進一步研究，小明取該洗氣瓶內(nèi)溶液100克，逐滴加入質(zhì)量分數(shù)為7.3%的稀鹽酸至無氣泡冒出為止，恰好用去稀鹽酸60克，所得溶液質(zhì)量為157.8克，（假設(shè)生成的氣體全部逸出）．則100克該洗氣瓶內(nèi)溶液中剩余的NaOH質(zhì)量是

 

克．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：【實驗設(shè)計】根據(jù)碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)以及氯離子的檢驗方法來分析；
【研究課題2】【實驗方案Ⅰ】為了測定碳酸鈉的含量，加入的氯化鈣必須是足量的；根據(jù)操作的方便性來分析；
【分析與討論】（1）使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收；
（2）碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)又會生成二氧化碳氣體；
【分析與評價】在多次過濾洗滌過程中，物質(zhì)可能有損失；
【拓展與延伸】根據(jù)D裝置中發(fā)生的兩個化學(xué)反應(yīng)結(jié)合化學(xué)方程式進行計算．

解答：解：【實驗設(shè)計】因為碳酸氫鈉在加熱的條件下會分解產(chǎn)生二氧化碳，澄清的石灰水會變渾濁，此時石灰水沒有變渾濁，說明固體中不含碳酸氫鈉；如果樣品中含有氯化鈉就能與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀；故填：沒有；有白色沉淀產(chǎn)生；
【研究課題2】【實驗方案Ⅰ】為了測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)就必須將碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀，故加入的氯化鈣溶液必須是足量的；分析操作的方便性，b操作方法是正確的；故填：足量；b；
【分析與討論】（1）結(jié)束時讓空氣流通使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收；故填：使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收；
（2）氯化氫氣體與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成了二氧化碳，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大，故填：否；
【分析與評價】在多次洗滌過程中，可能造成沉淀物的損失，故填：多次洗滌造成沉淀物的損失；
【拓展與延伸】D中溶液中有氫氧化鈉和碳酸鈉．生成二氧化碳的質(zhì)量為：100g+60g-157.8g=2.2g．
設(shè)生成2.2g二氧化碳需要氯化氫的質(zhì)量為x，則
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
      73              44
      x               2.2g

73

44

=

x

2.2g

x=3.65g
與氫氧化鈉反應(yīng)的氯化氫的質(zhì)量為：60g×7.3%-3.65g=0.73g
設(shè)與0.73g氯化氫反應(yīng)需要氫氧化鈉的質(zhì)量為y，則
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
y    0.73g

40

36.5

=

y

0.73g

y=0.8g
故填：0.8．

點評：本題考查較為綜合，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計算能力和實驗?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)的實驗原理，難度中等．