Question

13．我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產工藝，其生產流程可簡要表示如圖1所示：

請回答下列問題：
（1）往飽和食鹽水中通入足量的NH₃、CO₂，先通NH₃．
（2）從生產流程圖可知，可循環(huán)的物質是CO₂．
（3）寫出生產流程中的化學方程式NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）為了檢驗含有NaHCO₃雜質的Na₂CO₃產品的純度，現(xiàn)將W₁g產品加熱到恒重，其質量為W₂g，則該產品的純度（質量分數(shù)）是圖2中的A．

Answer 1

分析 （1）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小；
（2）聯(lián)合制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉，反應式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，沉淀池中得到的為碳酸氫鈉，加熱分解生成碳酸鈉、水和CO₂；
（3）飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體；高溫下，碳酸氫鈉不穩(wěn)定易分解；
（4）加熱發(fā)生反應：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，利用反應前后固體的質量差、結合差量法來計算碳酸氫鈉的質量，再計算碳酸鈉樣品的純度．

解答 解：（1）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，所以應該先通氨氣有利于吸收二氧化碳，故答案為：NH₃；
（2）在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應的原料同時也是反應的副產物，可以循環(huán)利用，故答案為：CO₂；
（3）在沉淀池氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓；碳酸氫鈉不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應方程式為 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）設樣品中含有NaHCO₃雜質的質量為x，則
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O?質量減少△m
2×84      106                62
x                         （w₁g-w₂g）
所以2×84：62=x：（w₁g-w₂g）
解得x=$\frac{84（{W}_{1}-{W}_{2}）}{31}$g，
則w（Na₂CO₃）=1-$\frac{X}{{W}_{1}}$=$\frac{84{W}_{2}-53{W}_{1}}{31{W}_{1}}$，
故選A．

點評 本題考查了實驗方案的設計和混合物有關計算，明確物質的性質是解本題關鍵，了解制備原理，知道常見物質分離的方法，注意根據(jù)質量守恒定律理解差量法，難度中等．