Question

(15分) 某制碱厂以海水为主要原料生产纯碱（碳酸钠）和其他副产品。

（一）将海水进行处理后获得精盐水。海水中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质。其处理的主要流程如下：

（1）加入氢氧化钠溶液的目的是            。

（2）操作Ⅰ的名称是        。

（3）操作1所得的沉淀是混合物，其成分有：BaSO₄、Mg(OH)_2、     （填化学式）。

（4）向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是                  。

（二）将精盐水制成饱和溶液，先向其中通入足量的氨气，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶体（碳酸氢钠，NaHCO₃）析出，反应的化学方程式为NaCl +NH₃+CO₂+H₂O＝NH₄Cl+NaHCO₃↓；将晶体转移出来后，加热至不再有气体产生，所得固体即为纯碱。

（1）加热晶体碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为            。

（2）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，根据上述实验可确定纯碱样品含有杂质      （写化学式）。

（三）为测定上述方法获得的纯碱产品中碳酸钠的纯度。某研究性学习小组对纯碱产品进行检测。取22克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14．6%的稀盐酸并不断振荡。通过查阅资料得知，在滴加盐酸过程中首先发生的反应是：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl；然后发生的反应是：NaHCO₃+HCl= NaCl+H₂O+CO₂↑．，在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示：．

（1）某同学认为，在上述纯碱含量测定过程中，用玻璃棒不断搅拌，能使测定误差减小，其理由是                     。

（2）请你根据图甲提供的信息，在图乙的坐标系中画出检测过程中产生CO₂的质量随滴加盐酸质量的变化曲线。（标明二氧化碳质量的相应数值）

（3）计算该样品中纯碱的质量分数（写出计算过程）。

 

Answer 1

（一）（1）除去海水中的氯化镁（1分）

（2）过滤（1分）

（3）CaCO₃（1分）、BaCO₃（1分）

（4）除去滤液中的NaOH（1分）和Na₂CO₃（1分）

（二）（1）2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O（1分）

（2）NaCl（1分）

（三） （1）促使纯碱与盐酸充分反应（1分），

同时有利于二氧化碳的散逸。（1分）

（2）8.8 （图形正确1分，共2分）

（3）96.4%  （3分）

（过程1分，碳酸钠质量1分，质量分数1分）

解析:（一）(1)加入氢氧化钠的目的是除去海水中的氯化镁，使其转化为氢氧化镁沉淀而除去；（2）操作一的名称是过滤；（3）操作1所得的沉淀是混合物，其成分有：BaSO₄、Mg(OH)₂、CaCO₃  、  BaCO₃  ；

（4）向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是除去滤液中的NaOH和碳酸钠。

（二）（1）加热晶体碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；（2）向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，说明溶液中还有氯离子，故填：氯化钠。

（三）（1）某同学认为，在上述纯碱含量测定过程中，用玻璃棒不断搅拌，能使测定误差减小，其理由促使纯碱与盐酸充分反应，同时有利于二氧化碳的散逸；

（2）图甲中的曲线上的A点表示加入稀盐酸前烧杯中样品和水的质量和；B点表示稀盐酸将碳酸钠全部转化成了碳酸氢钠，该过程中不产生二氧化碳；C点表示稀盐酸将碳酸氢钠全部转化成了氯化钠、水和二氧化碳，若再加入稀盐酸，不再产生二氧化碳．根据上述含义可以画出产生二氧化碳的质量随加入稀盐酸质量的变化曲线如图：

（3）设样品中碳酸钠的质量为x，

根据Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl；NaHCO₃+HCl═H₂O+CO₂↑+NaCl可得

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑

106    73         

x  100g×14.6% 

106/x =73/ (100g×14.6%) 解得x=21.2g，

样品中碳酸钠的质量分数为21.2g/ 22g ×100%=96.4%.

答：样品中碳酸钠的质量分数为96.4%。