Question

【题目】工业制纯碱，是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，它的反应原理可用下列化学方程式表示：

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3①

NH4HCO3+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl②

将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱。请回答：

（1）工业所制纯碱中常含有少量的氯化钠杂质，其原因___________________________；

（2）现有甲、乙、丙三个小组的学生，欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数，分别设计并完成实验如下。

甲组：取10.00g样品，利用下图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰的增重为3.52g。

乙组：取10.00g样品,配成1000mL溶液,用碱式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.150mol·L－1的标准盐酸溶液滴定至终点（有关反应为Na2CO3+2HCl=2CaCl2+H2O+CO2↑）。完成三次实验后，消耗盐酸体积的平均值为30.00mL。

丙组：取10.00g样品，向其中加入过量的盐酸，直至样品中无气泡冒出，加热蒸发所得物并在干燥器中冷却至室温后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g。

请分析、计算后填表：

分析与 计算 分组	计算样品中碳酸钠 的质量分数	对实验结果 的评价	实验失败的主要原因 及对结果的影响
甲组	_______________	失败	____________
乙组	____________	成功
丙组	______________	成功

Answer 1

【答案】在饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳，反应了部分的水，从而有部分氯化钠晶体析出 84.8% 反应生成的CO2部分残留在瓶A中，没有被完全吸收，结果偏小 95.4% 99.6%

【解析】

(1)根据碳酸氢钠的生产过程来分析解答；

(2)根据碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳这一方程式反应前后质量变化来分析计算。

(1)因为NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl，所以生成的碳酸氢钠表面会沾有部分氯化钠，在加热碳酸氢钠的过程中，碳酸氢钠分解生成碳酸钠，而氯化钠不分解，故答案为：在饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳，有部分水发生了反应，从而有部分氯化钠晶体析出；

(2)甲组：设甲组生成3.52g二氧化碳需要碳酸钠的质量为x

Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O

106 44

x 3.52g

＝，解得：x=8.48g，样品中碳酸钠的质量分数为×100%=84.8%；

此实验中部分二氧化碳存在于装置内，没有被C装置内的碱石灰所吸收，因此实验失败，故答案为：84.8%；部分二氧化碳存在于装置内，没有被C装置内的碱石灰完全吸收，造成测量结果偏小；

乙组：取10.00g样品，配成1000mL溶液，用碱式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.150mol·L－1的标准盐酸溶液滴定至终点(有关反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)。完成三次实验后，消耗盐酸体积的平均值为30.00mL。样品中碳酸钠的物质的量=0.150mol·L－1×0.03L××=0.09mol，样品中碳酸钠的质量分数为×100%=95.4%，故答案为：95.4%；

丙组：取10.00g样品，向其中加入过量的盐酸，直至样品中无气泡冒出，加热蒸发所得物并在干燥器中冷却至室温后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g．设碳酸钠的质量为y，

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

106 117

y 10.99g

＝，解得：y≈9.96g则碳酸钠样品中，碳酸钠的质量分数为×100%=99.6%，故答案为：99.6%。