Question

6．工业上采用氨碱法生产纯碱，主要流程如图1，请据图回答相关问题．

上述过程的化学原理为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃+NH₄Cl
（1）氨碱法生产所得产品为纯碱，向纯碱水溶液中滴入无色酚酞试液显红色．
（2）从步骤①提取粗盐常用蒸发结晶（填“蒸发结晶”或“降温结晶”）方法．
（3）氨气极易溶于水，且与水反应生成一水合氨（NH₃•H₂O），我们从酸碱反应的角度知道：在用氨碱法生产纯碱过程中，先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通过二氧化碳，其原因是饱和氨盐水显碱性，有利于吸收二氧化碳．
（4）氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，首先结晶析出的物质是碳酸氨钠，根据溶解度曲线（如图2）和两者的质量关系分析原因相同条件下氯化铵的溶解度大于碳酸氢钠，并且反应生成的碳酸氢钠质量大于生成的氯化铵质量．
（5）步骤⑤所得的碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，请写出它的一种用途治疗胃酸过多．氨碱法得到的另一产物是氯化铵，可以用作化肥中氮肥．                   
（6）碳酸氢钠受热易分解，除纯碱外还生成二氧化碳气体和水，步骤⑥中加热发生的化学反应方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，该反应类型属于分解反应．
（7）工业产品中往往含有一些杂质，用“氨碱法”制得的纯碱含有少量氯化钠．为了测定该产品中碳酸钠的纯度，进行以下实验：取16.5g纯碱样品放入烧杯中，将烧杯放在电子天平上，再把150g稀盐酸（足量）加入样品中，观察读数变化如下表所示：

时间/s	0	5	10	15
读数/g	215.2	211.4	208.6	208.6

请你据此分析计算：
①实验中产生二氧化碳的质量为6.6g；
②该产品中碳酸钠的质量分数（写出计算过程，结果精确到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
（2）从溶液中结晶的方法有两种：蒸发结晶和降温结晶，物质的溶解度受温度变化影响较小时，应该用蒸发结晶；物质的溶解度受温度变化影响较大时，应该用降温结晶；
（3）饱和氨盐水显碱性，有利于吸收二氧化碳气体；
（4）根据反应的化学方程式及其质量关系、图中提供的信息可以判断相关方面的问题；
（5）碳酸氢钠可以用作发酵粉，可以治疗胃酸过多等；
氯化铵中含有氮元素，可以用作氮肥；             
（6）碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
（7）碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：（1）纯碱的水溶液显碱性，向纯碱水溶液中滴入无色酚酞试液显红色．
故填：红．
（2）氯化钠的溶解度受温度变化影响较小，因此从步骤①提取粗盐常用蒸发结晶方法．
故填：蒸发结晶．
（3）在用氨碱法生产纯碱过程中，先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通过二氧化碳，其原因是饱和氨盐水显碱性，有利于吸收二氧化碳．
故填：饱和氨盐水显碱性，有利于吸收二氧化碳．
（4）氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，首先结晶析出的物质是碳酸氨钠，原因是相同条件下氯化铵的溶解度大于碳酸氢钠，并且反应生成的碳酸氢钠质量大于生成的氯化铵质量．
故填：相同条件下氯化铵的溶解度大于碳酸氢钠，并且反应生成的碳酸氢钠质量大于生成的氯化铵质量．
（5）碳酸氢钠可以用作发酵粉，可以治疗胃酸过多等；
氯化铵中含有氮元素，可以用作氮肥．
故填：治疗胃酸过多；氮肥．             
（6）步骤⑥中，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，发生的化学反应方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，属于分解反应．
故填：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；分解．
（7）①实验中产生二氧化碳的质量为：215.2g-208.6g=6.6g，
故填：6.6g．
②设碳酸钠质量为x，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                                      44
x                                        6.6g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{6.6g}$，
x=15.9g，
该产品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{15.9g}{16.5g}$×100%=96.4%，
答：该产品中碳酸钠的质量分数为96.4%．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．