Question

11．天然碱的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠．以天然碱为原料制备氢氧化钠的工艺流程可简单表示如图1所示：

（1）碳酸钠俗称纯碱，其主要用途有制造玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等（写出一种即可）．
（2）实验室进行溶解操作时，使用玻璃棒的主要目的是加速溶解；操作a的名称是蒸发．
（3）“苛化”时主要发生两个化学反应，其一为：NaHCO₃+Ca（OH）₂═NaOH+CaCO₃↓+H₂O；另一化学反应方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓，该反应属于复分解反应（填基本反应类型）．
（4）某化学兴趣小组同学为了测定产品NaOH固体（含少量碳酸钠）中NaOH的质量分数，进行了如下实验：
Ⅰ．称取NaOH固体样品2.15g，加适量水使之完全溶解．
Ⅱ．向上述溶液中滴加CaCl₂溶液至不再产生白色沉淀，过滤．
Ⅲ．向滤液中加入质量分数为10.0%的盐酸溶液，所加盐酸溶液的体积与溶液的pH关系如图2所示．
回答下列问题：
①图中a点溶液中所含的阴离子有Cl^-和 OH^-（填离子符号）．
②如图3是氢氧化钠与盐酸反应示意图，该反应的本质可以表示为OH^-+H⁺=H₂O．步骤Ⅱ中反应的示意图如图4，则该反应的本质可以表示为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③已知氯化钠、氯化钙溶液均呈中性．当所加入的盐酸溶液质量为18.25g时，溶液的pH=7，则NaOH固体样品中NaOH的质量分数是93.0%．（写出计算过程，否则不得分．结果以百分比表示，保留3位有效数字）

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）碳酸钠俗称 纯碱，其主要用途有 制造玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等（写出一种即可）．
（2）实验室进行溶解操作时，使用玻璃棒的主要目的是 加速溶解；操作a后面紧跟降温结晶，所以该过程应该是温度升高的浓缩过程，所以是 蒸发．
（3）“苛化”时主要发生两个化学反应，其一为：NaHCO₃+Ca（OH）₂═NaOH+CaCO₃↓+H₂O；由于“天然碱的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠“，第一个反应是与碳酸氢钠有关，则第二个反应与碳酸钠有关，碳酸钠和氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙，对应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓，该是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物，为复分解反应．
（4）某化学兴趣小组同学为了测定产品NaOH固体（含少量碳酸钠）中NaOH的质量分数，进行了如下实验：
Ⅰ．称取NaOH固体样品2.15g，加适量水使之完全溶解．
Ⅱ．向上述溶液中滴加CaCl₂溶液至不再产生白色沉淀，过滤．
Ⅲ．向滤液中加入质量分数为10.0%的盐酸溶液，所加盐酸溶液的体积与溶液的pH关系如图2所示．
这个首先要清楚，先加入氯化钙使碳酸钠沉淀，之后用盐酸和氢氧化钠反应，所以后面给出的pH与盐酸的体积关系与碳酸钠无关，这一点对于分析问题①
尤为重要．
①图中表示的是向氢氧化钠和氯化钠的混合物溶液中加入盐酸，a点是溶液pH大于7，说明氢氧化钠还有剩余，所以此时的溶质有氢氧化钠和氯化钠，所以溶液中所含的阴离子有 Cl^-和OH^-．
②如图3是氢氧化钠与盐酸反应示意图，该反应的本质可以表示为OH^-+H⁺=H₂O．所谓本质结合图可以看出为实际过程中发生改变的微粒，所以步骤Ⅱ中反应的示意图如图4，前后减少的是钙离子和碳酸根离子，多的微粒是碳酸钙分子，所以该反应的本质可以表示为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③已知氯化钠、氯化钙溶液均呈中性．当所加入的盐酸溶液质量为18.25g时，溶液的pH=7，由于盐酸的质量分数为10.0%．
设氢氧化钠的质量为x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40        36.5
x           18.25g×10%
$\frac{40}{36.5}$=$\frac{x}{18.25g×10%}$
x=2g
则NaOH固体样品中NaOH的质量分数为$\frac{2g}{2.15g}$×100%≈93.0%
故答案为：
（1）纯碱； 制造玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等；
（2）加速溶解； 蒸发．
（3）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓； 复分解反应；
（4）
①Cl^-和 OH^-；
②Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③93.0%

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．