Question

工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱（Na₂CO₃），生产的关键是在沉淀池中让 NaCl、NH₃、CO₂和H₂O尽可能多地转化成NaHCO₃（固体沉淀物）和NH₄Cl（溶液）．主要生产流程如下：

（1）NaHCO₃俗称______，该物质受热分解成碳酸钠和两种氧化物，写出反应的化学方程式______，还可以用来治疗胃酸过多，反应方程式是______．
（2）若在化学实验室里分离“设备（I）”中的混合物，用到的操作名称是______．
（3）写出设备（ II）中发生的复分解反应的方程式______．
（4）对“设备（Ⅱ）”中的母液处理后，除水以外可在本流程中再利用的物质有______（填写化学式）．
（5）某兴趣小组取80克石灰石样品进行煅烧实验（所含杂质在煅烧过程中不分解），测得反应后剩余固体的质量与时间的关系如下：

反应时间	T0	T1	T2	T3	T4	T5	T6
反应后固体的质量	80	75	70	66	62	58	58

请回答下列问题：
①石灰石完全反应后生成二氧化碳的质量为______克．
②该石灰石样品中碳酸钙的质量分数，写出计算过程．

Answer 1

解：（1）NaHCO₃俗称小苏打，碳酸氢钠受热时生成碳酸钠、水和二氧化碳，该反应的化学方程式是：2NaHCO₃ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；碳酸氢钠还可以用来治疗胃酸过多，反应方程式是NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
故答案为：小苏打；2NaHCO₃ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）过滤是把不溶于溶液的固体和液体分开的一种分离混合物的方法，“设备（I）”中的液体混合物中分离出析出的晶体，可用过滤的方法；
故答案为：过滤；
（3）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙可以和母液中的氯化铵反应生成氨气、水和氯化钙，后者属于复分解反应，反应的方程式Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂．
故答案为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
（4）结合（3）的解答可以知道，进入“设备（Ⅱ）”的物质有氧化钙、氯化钠、氯化铵及水，发生的反应有H₂O+CaO═Ca（OH）₂和Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，最终产物有氯化钠、氯化钙、氨气，其中氯化钠、氨气可再利用；
故答案为：NaCl、NH₃；
（5）①由实验记录数据可知，在反应进行至t₅时，继续煅烧剩余固体质量不再减小，说明碳酸钙已完全分解，根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量=80g-58g=22g；
故答案为：22；
②设80g石灰石中含CaCO₃的质量为x，
CaCO₃CaO+CO₂↑
100 44
x 22g
=，解得x=50g
石灰石中CaCO₃的质量分数为：×100%=62.5%．
答：该石灰石中CaCO₃的质量分数为62.5%．
分析：（1）根据反应物、生成物及反应条件写出反应的方程式，可以据此完成解答；
（2）根据过滤的原理和适用范围回答；
（3）根据氧化钙的性质及母液的成分分析发生的反应，从而判断反应类型；
（4）根据“设备（Ⅱ）”中发生的反应和流程图中可循环使用的物质种类回答；
（5）煅烧石灰石时碳酸钙分解放出二氧化碳而使反应后固体质量减小，直到碳酸钙完全分解，剩余固体质量不再改变；利用质量守恒定律，由反应前后固体质量差计算出反应放出二氧化碳的质量，然后由反应的化学方程式，利用放出二氧化碳的质量求得石灰石样品中所含碳酸钙的质量，从而计算出样品中碳酸钙的质量分数．
点评：化学来源于生产、生活，又服务于生产、生活，氨碱工业是初中化学重要的应用之一，是考查重点，学习中要理解掌握其生产流程、原理、反应方程式等内容．