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(2012?江宁区二模)某制碱厂以海水为主要原料生产纯碱(碳酸钠)和其他副产品.
(一)将海水进行处理后获得精盐水.海水中,除氯化钠外,还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质.其处理的主要流程如图1:
(1)加入氢氧化钠溶液的目的是
除去杂质氯化镁
除去杂质氯化镁

(2)操作Ⅰ所得的沉淀是混合物,其成分有(至少写两种):
硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸钡
硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸钡

(3)向滤液中滴加稀盐酸目的是
除去滤液中的NaOH和Na2CO3
除去滤液中的NaOH和Na2CO3

(二)将精盐水制成饱和溶液,先向其中通入足量的氨气,再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶体(碳酸氢钠,NaHCO3)析出;将晶体转移出来后,加热至不再有气体产生,所得固体即为纯碱.
(4)制碱过程中获得的副产品可做化肥,其化学式为
NH4Cl
NH4Cl

(5)加热碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为
2NaHCO3
 加热 
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
2NaHCO3
 加热 
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O

【组成确定】
(6)①称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;②另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀.由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
NaCl
NaCl
(写化学式).
【含量测定】
(7)称取纯碱样品21.5g,加入到盛有足量稀盐酸的烧杯中,并不断用玻璃棒搅拌.反应过程用精密仪器测得烧杯内混合物的质量(m)与反应时间(t)关系如图2所示.
工业纯碱标准:(Na2CO3%》)
优等品 一等品 合格品
99.2 98.8 98.0
请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为
合格
合格
品.计算过程:
见解答
见解答

【总结反思】
(8)某同学认为,在上述纯碱含量测定过程中,用玻璃棒不断搅拌,能使测定误差会减小,其理由是
促使纯碱与盐酸充分反应,同时有利于二氧化碳的逸散
促使纯碱与盐酸充分反应,同时有利于二氧化碳的逸散
分析:(一)根据除杂的原则,利用复分解反应将杂质离子镁离子、钙离子、硫酸根离子和新增的钡离子一一转化成沉淀除去,经过滤后再利用稀盐酸 将过量的氢氧化钠和碳酸钠除去;
(二)根据氨碱法制纯碱的原理分析回答;
组成确定    (6)确定纯碱样品含有的杂质,可用反向思维方法,先确定白色沉淀,再推断杂质是什么进行分析;
含量测定    (7)利用质量守恒定律计算出二氧化碳的质量,再根据化学方程式计算出碳酸钠的质量分数,确定其等级;
总结反思    (8)从题意用玻璃棒搅拌能减小实验误差来分析.
解答:解:(1)海水中存在的杂质离子有硫酸根离子、镁离子和钙离子,可通过加入氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠逐一转化成沉淀除去,故加氢氧化钠的目的是:除去杂质氯化镁;
(2)因硫酸根离子与钡离子会生成硫酸钡沉淀,镁离子与氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀,钙离子与碳酸根离子生成碳酸钙沉淀,又因碳酸钠还能与过量的除杂试剂氯化钡反应生成碳酸钡沉淀,故过滤后的沉淀物有:硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸钡;
(3)加稀盐酸的目的是除去过量的试剂氢氧化钠和碳酸钠以得到精盐水;
(4)根据氨碱法制纯碱的原理:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl  副产物为:NH4Cl;
(5)加热碳酸氢钠的化学方程式为:2NaHCO3
 加热 
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O;
(6)由题意可知,滴加AgNO3溶液,有白色沉淀,此沉淀即AgCl,所以反应物中一定有氯离子,并且样品完全溶于水,由此可以推断纯碱样品含有杂质NaCl,故答案为:NaCl;
(7)从坐标读出烧杯总质量的变化为:172.5-163.7=8.8g 是生成二氧化碳的质量.
设产生8.8克二氧化碳需碳酸钠的质量X 
 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
   106                  44
  x                  8.8g    
  106:44=x:8.8g
  x=21.2g
Na2CO3%=
21.2g 
21.5g 
×100%=98.6%
因:98.0%<98.6%<98.8%
所以此样品为合格品.
(8)碳酸钠的质量分数取决于碳酸钠的质量与样品质量的比值,样品的质量不能改变,只可能是测得碳酸钠的质量,从题意用玻璃棒搅拌能减小实验误差的角度看,应该是促使纯碱与盐酸充分反应,同时有利于二氧化碳的逸散.
故答案为:(1)除去杂质氯化镁;(2)硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙和碳酸钡;(3)除去滤液中的NaOH和Na2CO3
(4)NH4Cl;(5)2NaHCO3
 加热 
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O;(6)NaCl;(7)合格,从坐标读出烧杯总质量的变化为:172.5-163.7=8.8g 是生成二氧化碳的质量.
设产生8.8克二氧化碳需碳酸钠的质量为X 
 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
   106                 44
  x                  8.8g    
  106:44=x:8.8g
  x=21.2g
Na2CO3%=
21.2g 
21.5g 
×100%=98.6%
因:98.0%<98.6%<98.8%
所以此样品为合格品.
(8)促使纯碱与盐酸充分反应,同时有利于二氧化碳的逸散.
点评:本题难度较大,主要考查了物质的分离操作和除去杂质的方法,要根据物质的性质选择适当的方法进行解答,培养学生对知识的应用和理解的能力;在书写化学方程式及计算过程一定要规范.
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