【題目】(1)工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質(zhì),提純工藝線路如下:
碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示:
請(qǐng)回答下列問題:
①試劑A是_______,“母液”中除了含有Na+、CO32-、OH-外,還含有_____等離子,過濾要“趁熱”的目的是______。
②檢驗(yàn)試劑Na2CO3中Cl-和SO42-是否除盡,選用的試劑及加入的先后次序是___________(填字母)。
a.HCl、BaCl2、AgNO3 b.AgNO3 HNO3、Ba(NO3)2 c. HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3 d.AgNO3、HCl、BaCl2
(2)“侯氏制堿法”的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
如圖是某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3所用到的主要裝置。
請(qǐng)回答下列問題:
①各儀器口的連接順序?yàn)?/span>a接________接b,實(shí)驗(yàn)時(shí)先向飽和NaCl溶液中通入較多的NH3,再通人足量的CO2,其原因是________(填 寫序號(hào)字母)。
a.使CO2更易被吸收 b.NH3比CO2更易制取 c.CO2的密度比NH3大
②將生成的NaHCO3晶體從混合物中分離出來(lái)需要的玻 璃儀器是________。
【答案】 氫氧化鈉溶液 Cl-、SO42- (H+) 提高Na2CO3·H2O的含量 c efdc a 燒杯、玻璃棒、漏斗
【解析】(1)①碳酸鈉中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以加水溶解后,須加入過量的NaOH溶液,除去上述陽(yáng)離子,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀,所以試劑A是氫氧化鈉溶液;過濾后Ca2+、Mg2+、Fe3+被除去,所得濾液含有:Na+、CO32-、OH-、Cl-、SO42-和水電離產(chǎn)生的H+,流程中濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶,析出Na2CO3·H2O,趁熱過濾后所得母液中仍有少量Na+、CO32-、OH-,還含有Cl-、SO42-和水電離產(chǎn)生的H+等離子;因?yàn)樘妓徕c的飽和溶液在36℃以上才能析出Na2CO3·H2O,所以要趁熱過濾,提高Na2CO3·H2O的含量,防止因溫度過低而析出Na2CO310H20或Na2CO37H20晶體。②a項(xiàng),HCl和BaCl2中的Cl-會(huì)干擾對(duì)試劑中Cl-的檢驗(yàn),故a錯(cuò)誤;b項(xiàng),先加AgNO3,CO32-、Cl-、SO42-都會(huì)沉淀,再加HNO3,Ag2CO3溶解,AgCl不溶解,而Ag2SO4可能溶解效果不明顯,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤判,故b錯(cuò)誤;c項(xiàng),加HNO3酸化,再加Ba(NO3)2溶液,如果有白色沉淀生成則含有SO42-,否則說(shuō)明沒有SO42-,最后加入AgNO3,如果有白色沉淀生成,說(shuō)明有Cl-,否則沒有Cl-,故c正確;d項(xiàng),先加AgNO3,CO32-、Cl-、SO42-都會(huì)沉淀,再加入HCl,Ag2CO3溶解,AgCl和Ag2SO4都不溶解,無(wú)法判斷試劑中Cl-和SO42-是否除盡,故d錯(cuò)誤。
(2)①根據(jù)“侯氏制堿法”的原理,需要使用NH3和CO2,A是制備CO2裝置,a端導(dǎo)出的CO2混有HCl,會(huì)對(duì)后面實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾,可用飽和碳酸氫鈉溶液除去HCl,得到較純凈的CO2,洗氣瓶是長(zhǎng)管進(jìn)氣短管出氣,所以a接e→f→d;B是制取NH3裝置,由于NH3極易溶于水,為防止倒吸,進(jìn)入C裝置的導(dǎo)管不能伸入液面以下,所以c接b;各儀器口的連接順序?yàn)?/span>a接efdc接b;因?yàn)?/span>NH3極易溶于水且顯堿性,為了使吸收CO2的效果更好,實(shí)驗(yàn)時(shí)先向飽和NaCl溶液中通入較多的NH3,再通人足量的CO2,所以a正確。②將晶體從溶液中分離,用到過濾操作,所以將生成的NaHCO3晶體從混合物中分離出來(lái)需要的玻璃儀器是:燒杯、玻璃棒、漏斗。
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