Question

課外化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用某化工廠的廢堿液（主要成分為Na₂CO₃，還含有少量NaCl，其它雜質(zhì)不計）和石灰乳為原料制備燒堿，并對所得的燒堿粗產(chǎn)品的成分進行分析和測定．
【粗產(chǎn)品制備】
（1）將廢堿液加熱蒸發(fā)濃縮，形成較濃的溶液，冷卻后與石灰乳混合，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）將反應(yīng)后的混合物過濾，得到的濾液進行蒸發(fā)結(jié)晶，制得NaOH粗產(chǎn)品．
【粗產(chǎn)品成分分析】
（1）取適量粗產(chǎn)品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出現(xiàn)白色渾濁，則該粗產(chǎn)品中一定不含有

 

，理由是

 

（2）該小組同學(xué)通過對粗產(chǎn)品成分的實驗分析，確定該粗產(chǎn)品中含有三種物質(zhì)．
【粗產(chǎn)品含量測定】：
Na₂CO₃含量的測定：
（1）該興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置．取10.0g粗產(chǎn)品，進行實驗．（說明：堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，常用吸收二氧化碳、水蒸氣）
（2）操作步驟
①連接好裝置，檢查氣密性；②打開彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣；③稱量G的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾C，慢慢滴加濃鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾C，再次緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣；⑥再次稱量G的質(zhì)量，得前后兩次質(zhì)量差為0.48g．
（3）問題探究
F中的試劑應(yīng)為

 

，B置的作用是

 

H裝置的作用是

 

．若沒有H裝置，則測定的Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會

 

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）． 事實上10.0g粗產(chǎn)品只能產(chǎn)生0.44g CO₂．請你仔細(xì)分析上述實驗，解釋實驗值0.48g比正確值0.44g偏大的原因（假設(shè)操作均正確，）

 

．
（4）數(shù)據(jù)計算
根據(jù)正確值0.44g可求得粗產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

%．
NaOH含量的測定（如圖）：該小組同學(xué)另取10.0g粗產(chǎn)品，逐滴加入20%的鹽酸至恰好完全反應(yīng)時，消耗鹽酸的質(zhì)量為36.5g．放出CO₂0.44g（不考慮二氧化碳?xì)怏w的溶解）．求原粗產(chǎn)品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：【粗產(chǎn)品制備】（1）根據(jù)碳酸鈉溶液和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進行解答；
【粗產(chǎn)品成分分析】（1）根據(jù)碳酸鈉溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉，所以取適量粗產(chǎn)品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出現(xiàn)白色渾濁，說明一定含有碳酸鈉進行解答；
【粗產(chǎn)品含量測定】（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性、氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳進行解答；
（4）寫出化學(xué)方程式并根據(jù)已知條件進行計算即可．

解答：解：【粗產(chǎn)品制備】
（1）碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
【粗產(chǎn)品成分分析】
（1）碳酸鈉能和硝酸鋇反應(yīng)生成沉淀，氫氧化鈣和碳酸鈉能反應(yīng)．碳酸鈉溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉，所以取適量粗產(chǎn)品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出現(xiàn)白色渾濁，說明一定含有碳酸鈉，故一定沒有氫氧化鈣；故填：Ca（OH）₂；Ca（OH）₂和Na₂CO₃能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在溶液中不能共存．
【粗產(chǎn)品含量測定】：
Na₂CO₃含量的測定：
（3）濃硫酸能吸收水蒸氣．故填：濃硫酸．
氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳．故填：除去空氣中的二氧化碳．
H裝置能防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入G裝置．故填：防止空氣中的水和二氧化碳進入G裝置．
若沒有H裝置，則測定的二氧化碳值偏高，計算出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．故填：偏大．
裝置D中濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，使二氧化碳的值偏大．故填：裝置D中濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳．
（4）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                    0.44g

106

x

=

44

0.44g

x=1.06g
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

1.06g

10g

×100%=10.6%．
答：碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是10.6%．
NaOH含量的測定：
（1）設(shè)與粗產(chǎn)品中碳酸鈉反應(yīng)消耗的鹽酸溶液中含氯化氫的質(zhì)量為y．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
       73             44
       y             0.44g

44

0.44g

=

73

y

 得：y═0.73g
（2）36.5g20%鹽酸溶液中含氯化氫的質(zhì)量為：36.5g×20%=7.3g
與粗產(chǎn)品中氫氧化鈉反應(yīng)消耗的鹽酸溶液中含氯化氫的質(zhì)量為：7.3g-0.73g=6.57g
設(shè)粗產(chǎn)品中含氫氧化鈉的質(zhì)量為z．
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
z    7.3g

40

z

=

36.5

6.57g

得：z=7.2g
粗產(chǎn)品中含氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.2g

10g

×100%=72%
答：粗產(chǎn)品中含氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%．

點評：熟練掌握碳酸鈉、氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)，知道燒堿的工業(yè)制法，能夠根據(jù)題給的信息進行計算．