16.课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液(主要成分为Na
2CO
3,还含有少量NaCl,其它杂质不计)和石灰乳为原料制备烧碱,并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定.
【粗产品制备】
(1)将废碱液加热蒸发浓缩,形成较浓的溶液,冷却后与石灰乳混合,发生反应的化学方程式为Na
2CO
3+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+2NaOH.
(2)将反应后的混合物过滤,得到的滤液进行蒸发结晶,制得NaOH粗产品.
【粗产品成分分析】
(1)取适量粗产品溶于水,滴加Ba(NO
3)
2溶液出现白色浑浊,发生反应的化学方程式为:Na
2CO
3+Ba(NO
3)
2=BaCO
3↓+2NaNO,该粗产品中一定不含有Ca(OH)
2,理由是:Ca(OH)
2和Na
2CO
3能发生化学反应,在溶液中不能共存.
(2)该小组同学通过对粗产品成分的实验分析,确定该粗产品中含有三种物质.
【粗产品含量测定】Na
2CO
3含量的测定:
(1)该兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置.取10.0g粗产品,进行实验.说明碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物.E装置中的饱和NaHCO
3溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢,发生的反应为:
NaHCO
3 十HC1=NaCl十CO
2↑十H
2O.
(2)操作步骤:①连接好装置,检查气密性;②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间空气;③称量G的质量;④关闭弹簧夹C,慢慢滴加浓盐酸至过量,直至D中无气泡冒出;⑤打开弹簧夹C,再次缓缓通入一段时间空气;⑥再次称量G的质量,得前后两次质量差为0.48g.
(3)问题探究:F中的试剂应为浓硫酸,B装置的作用是除去空气中的二氧化碳,H装置的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入G装置.若没有H装置,则测定的Na
2CO
3的质量分数会偏大(填“偏大”、“偏小”、“不变”).事实上10.0g粗产品只能产生0.44g CO
2.请你仔细分析上述实验,解释实验值0..48g比正确值0.44g偏大的原因(假设操作均正确)装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO
3反应产生二氧化碳.
(4)数据计算:根据正确值0.44g可求得粗产品中Na
2CO
3的质量分数为%.NaOH含量的测定:该小组同学又另取10.0g粗产品,逐滴加入20%的盐酸至恰好完全反应时,消耗盐酸的质量为36.5g.放出CO
2 0.44g(不考虑二氧化碳气体的溶解).求原粗产品中NaOH的质量分数.(写出计算过程)