Question

2．碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标．下面是实验室摸拟侯氏制碱法生产原理的主要过程：
（1）20℃时，向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH₄HCO₃饱和溶液；
②向NH₄HCO₃饱和溶液中加入食盐细粒，并不断搅拌，直到NaHCO₃结晶析出完毕；
③将析出的晶体过滤，得到晶体和滤液，洗涤晶体，然后将晶体放在试管中充分加热，得到Na₂CO₃，同时生成的CO₂可循环利用；
④向③的滤液中加入食盐细粒，析出NH₄Cl晶体，过滤，得到NH₄Cl．
（1）请写出步骤②和③的化学方程式． ②：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓； ③：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）侯氏制碱法的优点之一是所得的副产品氯化铵是一种氮肥．该化合物遇碱会生成有刺激性气味的气体NH₃（写化学式，下同），此气体可使紫色石蕊试液变蓝，以上反应现象可用于检验氯化铵中的阳离子．若要通过实验区分氯化铵和另一种氮肥硝酸铵，常用的试剂是AgNO₃溶液．
Ⅱ．侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠，现用如图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等固定用装置已略去）．

实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置B的广口瓶中；
④打开装置B的分液漏斗旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g．
试回答：
（1）鼓入空气的目的是驱赶装置中的气体，使反应生成的二氧化碳气体被D中碱石灰完全吸收，装置A中试剂X最适宜选用氢氧化钠溶液．
（2）若没有C装置，则会导致测定结果偏大 （填“偏大”或“偏小”）．
（3）E装置的作用是防止空气中的二氧化碳与水蒸气被D中碱石灰吸收使测定结果偏大．
（4）请根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数．（要求：写出计算过程，结果保留一位小数）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）碳酸氢铵和氯化钠反应能生成氯化铵和碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解能生成碳酸钠、水和二氧化碳；
（2）铵盐和显碱性的物质反应能生成氨气，氯化铵和硝酸银反应能生成氯化银沉淀．
Ⅱ．（1）碱石灰能够吸收二氧化碳和水，氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳；
（2）浓硫酸能够吸收水；
（3）碱石灰能够吸收空气中的水蒸气和二氧化碳；
（4）根据化学方程式可以进行相关方面的计算．

解答 解：Ⅰ．（1）碳酸氢铵和氯化钠反应的化学方程式为：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓．
碳酸氢钠受热分解的化学方程式为：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
故填：NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）氯化铵能和碱反应生成氨气，氨气的化学式是NH₃．
故填：NH₃．
 氯化铵能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，硝酸铵不能和硝酸银反应，可以用硝酸银溶液区别氯化铵和硝酸铵，硝酸银的化学式是AgNO₃．
故填：AgNO₃．
Ⅱ．（1）鼓入空气的目的是驱赶装置中的气体，使反应生成的二氧化碳气体被D中碱石灰完全吸收．装置A能够除去空气中的二氧化碳，氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳．
故填：驱赶装置中的气体，使反应生成的二氧化碳气体被D中碱石灰完全吸收；氢氧化钠溶液．
（2）若没有C装置，二氧化碳中的水蒸气也能够被碱石灰吸收，则会导致测定结果偏大．
故填：偏大．
（3）E装置的作用是防止空气中的二氧化碳与水蒸气被D中碱石灰吸收使测定结果偏大．
故填：防止空气中的二氧化碳与水蒸气被D中碱石灰吸收使测定结果偏大．
（4）解：反应生成二氧化碳的质量为：85.6g-83.4g=2.2g，
设纯碱样品中Na₂CO₃的质量为x．
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       2.2g
106：44=x：2.2g
x=5.3g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{5.3g}{6.0g}$×100%=88.3%．
答：纯碱样品中碳酸钠的质量分数为88.3%．

点评 本题主要考查物质的性质、用途及其化学方程式的书写等方面的知识，书写化学方程式时要注意遵循质量守恒定律．