Question

5．纯碱是主要的化工原料，化学家发明了其不同的工业制法，其中法国化学家尼古拉斯早在1791年发明的工业合成碳酸钠的方法，简称勒布朗制碱法．该方法包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反应来得到碳酸钠．各步骤反应的化学方程式如下：
①2NaCl+H₂SO₄$\stackrel{500℃}{→}$Na₂SO₄+2X↑
②Na₂SO₄+2C $\stackrel{1000℃}{→}$Na₂S+2CO₂↑
③Na₂S+CaCO₃$\stackrel{1000℃}{→}$Na₂CO₃+CaS
回答下列问题：
（1）反应①中X的化学式是HCl；
（2）假设每一步反应物的量足够，反应完全，理论上获得1千克纯度为53%的纯碱需要氯化钠的质量是多少千克．

Answer 1

分析 （1）依据反应前后原子个数不变来分析解答；
（2）依据化学方程式的定量关系，分析氯化钠和碳酸钠的定量关系计算得到；

解答 解：（1）反应前有2个钠原子，2个氯原子，2个氢原子，1个硫原子，4个氧原子；反应后有2个钠原子，1个硫原子，4个氧原子；根据反应前后原子个数不变，故2X含有2个氢原子和2个氯原子，则X的化学式为HCl；
（2）反应完全，理论上每获得1kg纯度为53%的纯碱需要氯化钠的质量可以依据化学方程式分析氯化钠和碳酸钠的定量关系，
设生成碳酸钠需要氯化钠质量为X；
①2NaCl+H₂SO₄$\stackrel{500℃}{→}$Na₂SO₄+2HCl↑
②Na₂SO₄+2C $\stackrel{1000℃}{→}$Na₂S+2CO₂↑
  ③Na₂S+CaCO₃$\stackrel{1000℃}{→}$Na₂CO₃+CaS
得：2NaCl～Na₂CO₃
     117    106
      x    1kg×53%
$\frac{117}{x}=\frac{106}{1kg×53%}$
  x=0.585kg；
答案：（1）HCl；
（2）生成碳酸钠需要氯化钠质量为0.585kg．

点评 本题考查了物质性质的实验探究方法和实验分析计算，方案设计和过程分析是解题关键，题目难度中等．