Question

在实验室模拟工业生产碳酸钠：一定温度下，往一定量饱和NaCl溶液中通入氨气达到饱和后，再不断通入CO₂，一段时间后，出现沉淀，过滤得到NaHCO₃晶体．
（1）该过程的化学方程式：

 

．
（2）加热NaHCO₃得到纯碱制品，实验室可进行此操作的装置是

 

．

（3）得到的纯碱制品含有少量NaHCO₃和NaCl，设计实验验证样品中各种组分．
试剂和仪器限选用：试管、胶头滴管、过滤装置、Ba（NO₃）₂溶液、NaOH溶液、AgNO₃溶液、澄清石灰水、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸．

步骤一：取少量制品于试管中，加少量蒸馏水，振荡，溶解．往试管中加入   振荡，观察	现象：溶液中产生大量白色沉淀； 结论：   ．
步骤二：将步骤一的浊液过滤，取滤液于试管中B中，加入   ， 振荡，观察	现象：   ； 结论：样品中含有NaHCO3．
步骤三：将步骤二的浊液过滤，取滤液于试管C中，   振荡，观察	现象：   ； 结论：   ．

（4）用碘量法测量自来水中残留的Cl₂的浓度：
①在大锥形瓶中放置过量的KI，加一定量的冰醋酸，准确取水样200mL加入瓶中，迅速塞上瓶塞摇动，水样呈淡黄色，发生反应：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
②加少许淀粉溶液，用cmol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，当

 

，达到滴定终点．
③重复操作3次，平均读数为V mL，则该样品中残留Cl₂的浓度：

 

 mg/L（Cl的相对原子质量：35.5）

Answer 1

分析：（1）反应为侯氏制碱法原理，根据反应物和生成物可确定反应的方程式；
（2）加热固体，可在坩埚或试管中进行；
（3）纯碱制品含有Na₂CO₃和少量NaHCO₃和NaCl，检验NaHCO₃可用过量的Ba（NO₃）₂溶液先除去Na₂CO₃，然后加入NaOH溶液，如生成沉淀，可说明含有NaHCO₃，过滤后加入硝酸酸化，加入硝酸银可检验NaCl；
（4）反应的关系式为Cl₂～I₂～2S₂O₃^2-，根据关系式计算．

解答：解：（1）反应为侯氏制碱法原理，由反应物和生成物可知反应的方程式为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）加热固体，可在坩埚或试管中进行，则BC符合，D试管口应向下倾斜，防止试管炸裂，故答案为：BC；
（3）纯碱制品含有Na₂CO₃和少量NaHCO₃和NaCl，检验NaHCO₃可用过量的Ba（NO₃）₂溶液先除去Na₂CO₃，
然后加入NaOH溶液，如生成沉淀，可说明含有NaHCO₃，原因是碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠和硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀，
过滤后加入硝酸酸化，加入硝酸银可检验NaCl，
故答案为：

过量的Ba（NO3）2溶液	试样中含有Na2CO3．
适量的NaOH溶液	有少量白色沉淀生成．
先加入足量的稀硝酸，再加入少许AgNO3溶液	有少量白色沉淀生成；试样中含有NaCl．

（4）②淀粉遇碘变蓝色，发生I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，如碘全部消耗，则蓝色褪去，可最后一滴溶液滴入，锥形瓶内的液体恰好从蓝色变成无色，且半分钟不变化，
故答案为：最后一滴溶液滴入，锥形瓶内的液体恰好从蓝色变成无色，且半分钟不变化；
③反应的关系式为Cl₂～I₂～2S₂O₃^2-，
               1mol       2mol
               x         c×V×10^-3 mol
则c（Cl₂）=0.5×c×V×10^-3mol，
n（Cl₂）=0.5×c×V×10^-3mol×71g/mol=35.5cV×10^-4g=35.5cVmg，
则该样品中残留Cl₂的浓度为

35.5mg

0.2L

=177.5cVmg/L，
故答案为：177.5cV．

点评：本题以碳酸钠的制备为载体，综合考查物质的制备和测定，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高频考点，注意把握实验的原理和方法，结合反应的关系式进行计算，难度中等．