Question

（22分）著名侯氏制碱法的重要反应之一：NH₃ +CO₂ +H₂O+NaCl ="=" NaHCO₃ +NH₄Cl。在生产中，NaHCO₃易结晶析出，经过滤得到NaHCO₃晶体和滤液。某化学兴趣小组欲探究所得滤液中溶质的成分，及制得的纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数，请你参与他们的探究活动。
【查阅资料】Ⅰ．碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。
Ⅱ．2NaHCO₃  ^△  Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O； NH₄Cl  ^△  NH₃↑+HCl↑。
Ⅲ．NaCl溶液与AgNO₃溶液反应产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀。
【探究实验1】滤液中含有的溶质是什么？
【作出猜想】猜想1：NH₄Cl        猜想2：NaHCO₃      猜想3：NaCl
猜想4：……
【交流与讨论】（1）化学兴趣小组认为溶质含有NaCl，理由是                     。
（2）化学兴趣小组经过讨论，认为猜想4可能是                    。
【实验推断】

实验步骤	实验现象	实验结论及分析
①取少量滤液于试管中，滴加足量的NaOH浓溶液后加热，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口。		滤液中含有NH4Cl，有关化学方程式： NaOH + NH4Cl =" NaCl" + NH3↑+ H2O
②另取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸。	产生无色 无味气体。	滤液中含有    ，有关化学方程式：                              。
③另取少量滤液蒸干后充分灼烧，取灼烧后的残余固体溶于水，滴加稀HNO3，再滴加AgNO3溶液。	产生白色沉淀。	滤液中含有       ，滤液蒸干后充分灼烧的目的是                。

【探究实验2】测定NaHCO₃晶体受热后所得粉末中Na₂CO₃的质量分数。
（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：

实验操作	实验现象	实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液。	产生白色沉淀。	反应的化学方程式：                                。

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要过量的原因：                                      。
（3）应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量。利用沉淀物质量计算Na₂CO₃ 的质量分数为96%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于96%，这是因为                                                                。

Answer 1

[交流讨论] （1）NaCl没有完全反应  （2）NH₄Cl 和NaHCO₃的混合物（或其他合理答案均可）[实验推断]①红色变蓝色   ②NaHCO₃        NaHCO₃ ＋HCl     NaCl ＋H₂O ＋CO₂↑ ③NaCl       除去NH₄Cl     [探究实验2]　（1）Na₂CO₃ ＋ CaCl₂     CaCO₃↓＋2NaCl 　（2）使Na₂CO₃完全反应  　（3）沉淀物中混有NaCl 和NaHCO₃

试题分析：【交流与讨论】（1）氯化钠是反应物之一，如没有完全参与反应，则溶质中应含有NaCl。
（2）氯化铵没有析出、碳酸氢钠可溶解一部分，所以可能为氯化铵和碳酸氢钠的混合物。
【实验推断】①氯化铵可与碱反应生成氨气，氨气溶于水呈碱性，可使红色石蕊试液变蓝。
②碳酸氢钠可与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以知滤液中有碳酸氢钠。反应的化学方程式为：NaHCO₃ ＋HCl     NaCl ＋H₂O ＋CO₂↑
③“滴加稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，产生白色沉淀”说明沉淀为氯化银。则原滤液中含有氯离子，即含氯化钠。滤液蒸干后充分灼烧可除去氯化铵，防止对实验造成影响。
【探究实验2】（1）碳酸钠可与氯化钙溶液的反应生成碳酸钙沉淀，反应的化学方程式为：Na₂CO₃ ＋ CaCl₂     CaCO₃↓＋2NaCl
（2）滴加的CaCl₂溶液要过量是为了使碳酸钠完全反应，以免影响测定碳酸钠的质量。
（3）沉淀物中混有NaCl 和NaHCO₃，二者可溶解于水，可利用洗涤的方法除去。如不洗涤，则会沉淀的质量偏大，进一步计算出碳酸钠的质量分数偏大。