Question

純堿(Na₂CO₃)在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。以下是實(shí)驗(yàn)室模擬制堿原理制取Na₂CO₃的流程圖

已知:向飽和食鹽水中通入NH₃，CO₂后發(fā)生和反應(yīng)為NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂ONaHCO₃↓＋NH₄Cl,請回答以下問題：
（1）粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-等。
精制除雜的步驟順序a→_______→________→________→b(填字母編號）。
a．粗鹽溶解，濾去沉渣．b．加入鹽酸調(diào)pH；c．加入Ba(OH)₂溶液；d．加入Na₂CO₃溶液；e．過濾
向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通人CO₂，理由是_____________________。
（2）灼燒固體A制Na₂CO₃在_____填字母序號）中進(jìn)行。
a．坩堝    b．蒸發(fā)皿    c．燒杯    d．錐形瓶
證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是__________________________________________________________。
對濾液A進(jìn)行重結(jié)晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺，K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃。使pH降低，反應(yīng)的離子方程式____________________________________。
（3）下圖裝置中常用于實(shí)驗(yàn)室制備CO₂的是_____(填字母編號）；用b示意的裝置制備NH₃，分液漏斗中盛放的試劑______(填試劑名稱），燒瓶內(nèi)可加入的固體試劑__________（填試劑名稱）。

（4）一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃·bNa₂CO₃·cH₂O，某同學(xué)利用下列提供的試劑，設(shè)計(jì)了如下簡單合理測定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)駿方案。（儀器自選）請把實(shí)驗(yàn)方案填全：供選擇的試劑：1.0mol/LH₂SO₄溶液、1.0mol/L BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸餾水
①稱取m₁g一定量天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中。
②_________________________________________________________________。
③_________________________________________________________________。
④計(jì)算天然堿晶體中含Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

Answer 1

（共16分）（1）c  d  e（2分）；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂（2分）
（2）  a （1分）；取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺（2分）；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-＝NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O （2分）
（3）b c （2分）濃氨水( 1分)、生石灰（或NaOH固體或堿石灰）( 1分)
（4） ②加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過足量的澄清石灰水，（1分）
③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀；（2分）

解析試題分析：（1）Ca^2＋用碳酸鈉除去，Mg^2＋用OH^－除去，SO₄^2－用Ba^2＋除去，最后加入鹽酸酸化。但由于過量的Ba^2＋要用碳酸鈉來除，所以碳酸鈉必需放在最后加入，所以正確的操作順序是acdeb；由于NH₃易溶于水，CO₂在水中的溶解度不大，所以先通入氨氣有利于吸收溶解度不大的CO₂。
（2）固體灼燒在坩堝中進(jìn)行，因此答案選a；由于銨鹽能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成氨氣，所以可以通過檢驗(yàn)氨氣來檢驗(yàn)NH₄^＋,即正確的操作是取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺；由于NH₄⁺、HCO₃^-和OH^－均反應(yīng)，從而使溶液的pH降低，反應(yīng)的離子方程式是NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-＝NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O。
（3）實(shí)驗(yàn)室制取CO₂利用的是石灰石和鹽酸反應(yīng)，且反應(yīng)不需要加熱，所以裝置中適合制取CO₂的是選項(xiàng)bc；在氨水中存在平衡NH₃＋H₂ONH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，所以可以向濃氨水中加入生石灰（或NaOH固體或堿石灰）來制備氨氣，即分液漏斗中盛放的是濃氨水，燒瓶內(nèi)可加入的固體試劑生石灰（或NaOH固體或堿石灰）。
（4）由于碳酸鈉能和稀硫酸反應(yīng)生成CO₂氣體，而CO₂能和澄清的石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，因此可以通過稱量碳酸鈣的質(zhì)量來計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，即正確的操作是②加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過足量的澄清石灰水；③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀；
考點(diǎn)：考查粗鹽的提純；碳酸鈉的制備；儀器選擇；CO₂和氨氣的制備；NH₄⁺檢驗(yàn)以及物質(zhì)含量測定的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等