Question

13．某校研究性學習小組在實驗室中模擬侯氏制堿法制取少量純堿（見下圖），并測定純堿的純度．回答下列問題：

Ⅰ．純堿的制備
（1）若上述兩個氣體發(fā)生裝置相同，制取二氧化碳的試劑為大理石和稀鹽酸，制取氨氣宜選擇的試劑為氯化銨固體和熟石灰固體．氨氣和二氧化碳在通入飽和食鹽水時的順序是（填序號）b．
a．同時通入     b．先通氨氣至飽和再通二氧化碳   c．先通二氧化碳至飽和再通氨氣
（2）他們采用粗鹽配制飽和食鹽水．粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質離子，除去這些雜質離子需要下列試劑：①Na₂CO₃溶液 ②NaOH溶液 ③BaCl₂溶液 ④鹽酸．加入這些試劑的順序可以是（填序號）b．
a．①③②④b．③①④②c．②③①④d．③②①④
（3）操作1的名稱叫過濾．為洗去碳酸氫鈉晶體表面的殘留母液，他們用酒精代替水洗，其優(yōu)點是減少NaHCO₃的溶解，便于晶體的干燥．
Ⅱ．純堿純度的測定（注：只考慮其中因焙燒不充分而含有的碳酸氫鈉，忽略其他雜質）
（1）該小組同學設計了如下方案，其中不可行的是（填序號）B．
A．準確稱量mg樣品，加熱至恒重，稱量得ng固體．
B．準確稱量mg樣品，與足量稀硫酸反應，將產生的氣體用堿石灰吸收，堿石灰增重ng．
C．準確稱量mg樣品，與足量氫氧化鋇溶液反應，過濾、洗滌、干燥，稱量得ng固體．
（2）若方案A可行，加熱過程中所需儀器除了酒精燈、三角架、坩堝、坩堝鉗外，還需玻璃棒、泥三角．
（3）若方案B正確，涉及反應的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O．
（4）若方案C可行，判斷沉淀是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液少許，加入少量MgCl₂（aq）（或Na₂SO₄溶液），若不產生白色沉淀，則洗凈．

Answer 1

分析 I．（1）制取氨氣宜選擇的試劑為氯化銨固體和熟石灰固體，兩種氣體的通入順序為先通氨氣至飽和再通二氧化碳；
（2）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺離子分別轉化為硫酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀而除去，以及根據不能產生新雜質的要求排序，前面加入的過量溶液應用后加入的溶液除去，最后加入適量的鹽酸溶液；
（3）分別不溶的固體物質，用過濾的方法；碳酸氫鈉在酒精中的溶解度小，酒精易揮發(fā)，便于晶體的干燥；
Ⅱ．（1）A．準確稱量mg樣品，加熱至恒重，稱量得ng固體，通過差量求出碳酸氫鈉的質量，可以求純堿純度；
B．準確稱量mg樣品，與足量稀硫酸反應，將產生的氣體用堿石灰吸收，堿石灰增重ng，增重是二氧化碳和水的質量，而無法求二氧化碳的量；
C．準確稱量mg樣品，只有碳酸鈉與氫氧化鋇溶液反應，所以可以通過ng固體，求純堿純度；
（2）確稱量mg樣品，加熱至恒重，稱量得ng固體過程中用的酒精燈、三角架、坩堝、坩堝鉗，玻璃棒和泥三角；
（3）碳酸鈉與碳酸氫鈉都與稀硫酸反應，反應的離子方程式分別為：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
（4）可以取最后一次洗滌液，檢驗是否含有氫氧根離子和鋇離子，而氫氧根離子可以用可溶的鎂鹽，硫酸根離子檢驗鋇離子．

解答 解：I．（1）制取氨氣宜選擇的試劑為氯化銨固體和熟石灰固體，兩種氣體的通入順序為先通氨氣至飽和再通二氧化碳，
故答案為：氯化銨固體和熟石灰固體；b；          
（2）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應先加③BaCl₂溶液再加①Na₂CO₃溶液，最后加入④鹽酸，氫氧化鈉溶液加在過濾之前即可，所以正確順序為③①④②，故選b；
（3）操作1的名稱叫過濾；碳酸氫鈉在酒精中的溶解度小，而且酒精易揮發(fā)，便于晶體的干燥；故答案為：過濾； 減少NaHCO₃的溶解，便于晶體的干燥；
Ⅱ．（1）A．準確稱量mg樣品，加熱至恒重，稱量得ng固體，通過差量求出碳酸氫鈉的質量，可以求純堿純度；
B．準確稱量mg樣品，與足量稀硫酸反應，將產生的氣體用堿石灰吸收，堿石灰增重ng，增重是二氧化碳和水的質量，而無法求二氧化玻璃棒、泥三角碳的量，所以無法求純堿純度；
C．準確稱量mg樣品，只有碳酸鈉與氫氧化鋇溶液反應，所以可以通過ng固體，求純堿純度；
故選B；
（2）確稱量mg樣品，加熱至恒重，稱量得ng固體過程中用的酒精燈、三角架、坩堝、坩堝鉗，玻璃棒和泥三角，故答案為：玻璃棒、泥三角；
（3）碳酸鈉與碳酸氫鈉都與稀硫酸反應，反應的離子方程式分別為：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，故答案為：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
（4）可以取最后一次洗滌液，檢驗是否含有氫氧根離子和鋇離子，操作為取最后一次洗滌液少許，加入少量MgCl₂（aq）（或Na₂SO₄溶液），若不產生白色沉淀，則洗凈，故答案為：取最后一次洗滌液少許，加入少量MgCl₂（aq）（或Na₂SO₄溶液），若不產生白色沉淀，則洗凈．

點評 本題以工業(yè)生產純堿的工藝流程為背景，考查了物質的提純、化學實驗基本操作、實驗結果的處理等知識，難度中等．