Question

5．回答下列问题：
（1）碳酸钠是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，它属于盐（填“酸”、“碱”或“盐”），它的俗名叫纯碱的原因是碳酸钠的水溶液显碱性．
（2）无水碳酸钠的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种．氨碱法即以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气（极易溶于水）为原料来制取纯碱．工业上是用N₂和H₂在高温、高压和催化剂条件下合成氨的．实验室一般用氯化铵和消石灰共热来制备少量的氨气，该反应的化学方程式为Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，制取和收集氨气可用下图中的A和D装置．

（3）某海洋化工集团用氨碱法生产的纯碱产品中含有少量氯化钠杂质，其产品包装袋上注明：碳酸钠≥96%．为测定该产品中含碳酸钠的质量分数，进行了以下实验，取11.0g纯碱样品放入烧杯中，称得烧杯及所盛纯碱样品的总质量为158.0g，再把100g稀盐酸平均分成四份依次加入样品中，每次均充分反应．实验数据记录如下：

所加盐酸的次数	第一次	第二次	第三次	第四次
烧杯及所盛物质的总质量/g	181.2	204.4	228.6	253.6

请你据此分析计算：
①第一次加入稀盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量是1.8g．
②该产品中碳酸钠的质量分数是否合格？（要求写出计算过程，结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）欲知碳酸钠属于哪一类，须熟知酸、碱、盐的概念，欲知它的俗名叫纯碱的原因，须知它的水溶液的性质；
（2）根据氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气、水和氯化钙，实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，密度比空气密度小进行分析；
（3）①根据第一次加入稀盐酸充分反应后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳质量应该是参加反应的物质质量之和，减去反应后物质质量之和进行分析；
②根据其产品包装袋上注明：碳酸钠≥96%，故该产品中碳酸钠的质量分数只要≥96%，就是合格．所以应先求出该产品中碳酸钠的质量分数，再通过比较，就可知是否合格进行分析．

解答 解：（1）酸指电离时产生的阳离子全部都是氢离子的化合物，碱指电离时产生的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物，盐指电离时生成金属阳离子（或NH₄）和酸根离子的化合物，所以碳酸钠（Na₂CO₃）属于盐，它的俗名叫纯碱是因为碳酸钠的水溶液显碱性；
（2）①消石灰的化学式为Ca（OH）₂，氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气、水和氯化钙，化学方程式为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②由题意可知，实验室一般用氯化铵和消石灰共热来制备少量的氨气，所以要用A装置来进行加热，又因为NH₃的密度比空气小，且易溶于水，所以用D向下排空气法收集，所以制取和收集氨气可用下图中的A和D装置；
（3）①第一次加入稀盐酸充分反应后，生成的二氧化碳逸出，因此生成的二氧化碳质量应该是参加反应的物质质量之和，减去反应后物质质量之和．第一次加入稀盐酸是100g÷4=25g，烧杯及所盛纯碱样品的总质量为158.0g，因此烧杯及参加反应物质的质量之和为158g+25g=183g，充分反应后烧杯及所盛物质的总质量为181.2g，所以生成的二氧化碳的质量为183g-181.2g=1.8g；
②共生成二氧化碳的质量为158g+100g-253.6g=4.4g
设样品中Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g
样品中Na₂CO₃的质量分数为：$\frac{10.6g}{11g}$×100%=96.4%＞96%，
所以产品中Na₂CO₃的质量分数合格．
故答案为：（1）盐，碳酸钠的水溶液显碱性；
（2）Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，A，D；
（3）①1.8g；
②所以产品中碳酸钠的质量分数合格．

点评 本题覆盖的知识面较广，它要求学生要熟记酸碱盐的概念，对常见物质的化学式能正确书写，并且能理解充分反应的概念，还要熟练掌握质量分数的计算方法，才能正确答题．