Question

Na₂CO₃，俗名純堿，是重要的化工原料，純堿的產量是衡量一個國家化學工業(yè)發(fā)展水平的重要指標．某興趣小組對Na₂CO₃的制取方法進行探究：

（1）查閱資料得知，純堿可以由自然界中天然的堿湖中得到．我國青海湖地區(qū)就有“夏天曬鹽，冬天撈堿（純堿）”的說法．結合圖1的Na₂CO₃和NaCl的溶解度曲線，試解釋“冬天撈堿”的原理：

 

．
（2）實驗室中可以通過NaOH溶液與CO₂反應得到．該興趣小組在探究過程中發(fā)現(xiàn)，將CO₂通入NaOH溶液中時并沒有觀察到明顯現(xiàn)象．為了證明反應確實發(fā)生了，該小組設計了如下的實驗方案：取反應后的溶液，滴加無色酚酞溶液．該方案是否可行？為什么？
（3）在工業(yè)上，我國科學家侯德榜創(chuàng)造了“侯氏制堿法”，其主要生產過程如下：
①向飽和食鹽水中先后通入足量的NH₃和CO₂，得到NaHCO₃沉淀（由于溶解度較小而析出）和一種氮肥X，反應的化學方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+X，其中X的化學式為

 

；農業(yè)上還常用到一種復合肥是

 

（填物質名稱）；
②將NaHCO₃加熱分解得到純堿Na₂CO₃，反應的化學方程式為

 

．
（4）用侯氏制堿法制得的純堿產品中常含有少量的氯化鈉．該小組對剛生產出的純堿產品的純度進行檢測：取20g純堿產品，加入適量的稀鹽酸，反應中得到氣體的質量與加入稀鹽酸的質量關系如圖2所示．試計算該純堿產品中純堿的質量分數．
（5）該興趣小組思考后認為，檢測純堿產品的純度時也可以選擇另一種和稀鹽酸類別不同的物質，試寫出反應的化學方程式．

Answer 1

考點：純堿的制取,結晶的原理、方法及其應用,堿的化學性質,常見化肥的種類和作用,質量守恒定律及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據化學反應方程式的計算

專題：常見的鹽 化學肥料

分析：（1）根據碳酸鈉的溶解度隨溫度的變化情況分析；
（2）根據氫氧化鈉和碳酸鈉均呈堿性分析；
（3）根據質量守恒定律來判斷物質的化學式；含有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的肥料為復合肥料；
（4）根據化學方程式利用二氧化碳的質量求出碳酸鈉的質量，并求質量分數；
（5）根據碳酸根可與鈣離子結合成白色沉淀分析．

解答：（1）Na₂CO₃的溶解度隨溫度的升高明顯增大，冬天時氣溫低，Na₂CO₃的溶解度小從而析出；
故答案為：Na₂CO₃的溶解度隨溫度的升高明顯增大，冬天時氣溫低，Na₂CO₃的溶解度小從而析出；
（2）不可行．因為Na₂CO₃的溶液也呈堿性，加入酚酞試液始終為紅色，不能證明反應發(fā)生；
故答案為：不可行．因為Na₂CO₃的溶液也呈堿性；
（3）①反應的化學方程式NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+X，可知可知反應前各原子個數為：
      反應前  反應后
Na原子   1       1
Cl原子   1       0
N原子    1       0
H原子    5       1
C原子    1       1
O原子    3       3
根據反應前后原子種類、數目不變，可判斷生成物X的一個分子由4個H原子、1個N原子、1個Cl原子構成，4個H原子與1個N原子可形成NH₄⁺，因此可確定物質X的化學式可表示為NH₄Cl；硝酸鉀是農業(yè)上常用到的一種復合肥；
②碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
故答案為：①NH₄Cl；硝酸鉀；
②2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（4）解：設純堿產品中純堿的質量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     6.6g

106

44

=

x

6.6g

x=15.9g
所以純堿產品中純堿的質量分數為

15.9g

20g

×100%=31.8%；
答：純堿產品中純堿的質量分數為31.8%；
（5）碳酸根可與鈣離子結合成白色沉淀，因此可選擇氫氧化鈣或碳酸鈣與碳酸鈉反應，根據生成的沉淀的量計算碳酸鈉的質量，反應的化學方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH或Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH或Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．

點評：本題主要考查有關碳酸鈉的性質和計算，考查內容較多，在做題的過程中要仔細分析和計算．