Question

某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究．
【查阅资料】
①生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质（MgCl₂和CaCl₂）及不溶性杂质（不与酸反应）．
②生产原理反应：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，分离得晶体B，并使其充分受热，可分解制得纯碱，同时得到二氧化碳和水．
③氯化铵分解的化学方程式是NH₄Cl

△   .

 NH₃↑+HCl↑．
④部分生产流程如图1所示：

【问题讨论】
（1）①溶液A中的溶质有NaCl和

 

、

 

，
②操作Ⅱ的名称为

 

．
③流程中Na₂CO₃溶液的作用是除去粗盐中的

 

．
④写出加入NaOH溶液与MgCl₂反应的化学方程式

 

．
⑤晶体B受热分解的化学方程式为

 

．
（2）上述生产流程中可循环使用的是

 

（填序号）．
A．NaOH        B．NH₃        C．HCl         D．CO₂
【组成探究一】
（3）设计实验检验纯碱样品中是否混有晶体B，请完成下表

选择的装置（填序号）	实验现象	实验结论
		样品不含晶体B

【组成探究二】
（4）取纯碱样品加水溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．产生沉淀的方程式为

 

，由此确定纯碱样品含有杂质NaCl．
【组成探究三】
（5）同学们为了测定该纯碱样品的纯度，设计了如图实验：
①判断加入氯化钙溶液是否过量的方法是

 

，然后观察现象判断．
②判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加

 

，然后观察现象判断．
A．氯化钡溶液           B．硝酸银溶液          C．碳酸钠溶液       D．稀盐酸
③根据实验数据，计算样品中碳酸钠的质量分数是多少？

Answer 1

考点：纯碱的制取,过滤的原理、方法及其应用,氯化钠与粗盐提纯,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：常见的盐 化学肥料

分析：【问题讨论】根据纯碱的制取以及有关的物质的性质进行分析，MgCl₂用过量的氢氧化钠除去，CaCl₂用过量的碳酸钠除去，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，因此溶液A中的溶质有NaCl和NaOH和Na₂CO₃；氢氧化钠和碳酸钠都能与盐酸发生化学反应，盐酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体；上述生产流程中可循环使用的是：反应（3）中生成的二氧化碳，氯化铵分解生成的氨气和氯化氢气体．
【组成探究一】根据碳酸氢钠受热易分解，碳酸钠受热不易分解，设计实验检验其产物；二氧化碳可用澄清的石灰水检验，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水；
【组成探究二】氯化钠与硝酸银反应可生成不溶于硝酸的氯化银沉淀；
【组成探究三】①根据氯化钡与碳酸钠反应可生成碳酸钡沉淀分析；
②判断滤渣是否洗涤干净，实际上是检验过量的氯化钡溶液是否洗净；然后根据氯化钡可与稀硫酸和碳酸钠溶液反应生成沉淀进行分析解答；
③根据白色固体是碳酸钡，据其质量结合方程式计算碳酸钠的质量，进而计算样品中碳酸钠的质量分数．

解答：解：【问题讨论】①MgCl₂用过量的氢氧化钠除去，CaCl₂用过量的碳酸钠除去，因此溶液A中的溶质有NaCl和NaOH和Na₂CO₃；
②操作Ⅱ的名称为过滤，分离固液混合物；
③Na₂CO₃溶液的作用是除去粗盐中的 CaCl₂或氯化钙；
④NaOH溶液与MgCl₂反应生成氯化钠和白色沉淀氢氧化镁，其反应方程式为：2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl；
⑤根据生产反应原理知，晶体B是2NaHCO₃，该晶体受热分解，产生碳酸钠，水和二氧化碳，其反应方程式为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）上述生产流程中可循环使用的是：反应（3）中生成的二氧化碳，氯化铵分解生成的氨气和氯化氢气体．
【组成探究一】
（3）碳酸钠化学性质稳定，碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；而二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水，据此可设计实验；
【组成探究二】
（4）取纯碱样品加水溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，反应掉碳酸钠，再滴加AgNO₃溶液，仍有白色沉淀，说明一定含有氯化钠，反应的方程式为：
AgNO₃+NaCl═AgCl↓+NaNO₃；
【组成探究三】
（5）①判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是：静置混合物X，向上层清液中再滴少许氯化钡溶液，如有沉淀生成，说明氯化钡溶液不足；
②判断滤渣是否洗涤干净，实际上是检验过量的氯化钡溶液是否洗净；氯化钡可与稀硫酸和碳酸钠溶液反应生成硫酸钡和碳酸钡沉淀，通过观察是否有沉淀生成可判断氯化钡溶液是否洗净；
故选BC；
③设样品中碳酸钠的质量是X
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl　
      106     197
      x      10.0g

106

x

=

197

10.0g

   x≈5.38g
所以样品中碳酸钠的质量分数是：

5.38g

12.5g

×100%=43%
答：样品中碳酸钠的质量分数是43%．
故答案为：【问题讨论】
（1）①NaOH、Na₂CO₃（写名称也给分，顺序颠倒也给分），
②过滤（字写错不给分）．
③CaCl₂ 或氯化钙．
④2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．
⑤2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）BCD．
【组成探究一】
（3）

选择的装置	实验现象	实验结论
AB或AC或ACB	B中不变浑浊，或C中不变蓝色，或C中不变蓝色且B中不变浑浊	样品不含晶体B

【组成探究二】
（4）NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃
【组成探究三】
（5）静置混合物X，向上层清液中再滴少许氯化钡溶液；②BC；③43%．

点评：本题考查了纯碱的制取、混合物的分离方法以及盐的化学性质，难度较大，综合性比较强，完成此题，可以依据已有的知识结合物质的性质进行．