Question

9．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）和石灰乳（氫氧化鈣的懸濁液）為原料制備燒堿，并對(duì)所得的燒堿粗產(chǎn)品的成分進(jìn)行分析和測(cè)定．
【查閱資料】
①堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物，可吸收二氧化碳和水；
②CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O．
【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Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）將反應(yīng)后的混合物過(guò)濾，得到的濾液進(jìn)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)品溶于水得澄清溶液，加入Ba（NO₃）₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，由此該粗產(chǎn)品中一定不含有Ca（OH）₂，理由是Ca（OH）₂和Na₂CO₃能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在溶液中不能共存
（2）該小組同學(xué)通過(guò)對(duì)粗產(chǎn)品成分的實(shí)驗(yàn)分析，確定該粗產(chǎn)品中含有三種物質(zhì)．
【含量測(cè)定】Na₂CO₃含量的測(cè)定：該興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．取20.0g粗產(chǎn)品，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�其目的是把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收
（2）下列各項(xiàng)措施中，不影響測(cè)定準(zhǔn)確度的是ab（填標(biāo)號(hào)）．
a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體
b．滴加鹽酸不宜過(guò)快
c．在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d．取消上圖中D裝置
（3）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取20.0g粗產(chǎn)品，進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得BaCO₃質(zhì)量為1.97g．則粗產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3%．
（4）有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

Answer 1

分析 【粗產(chǎn)品制備】（1）根據(jù)碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉進(jìn)行分析；
【粗產(chǎn)品成分分析】（1）加入Ba（NO₃）₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明粗產(chǎn)品中一定含有碳酸鈉，碳酸鈉和氫氧化鈣不能共存進(jìn)行分析；
【含量測(cè)定】Na₂CO₃含量的測(cè)定：要測(cè)定碳酸鈉的含量，可以通過(guò)與酸反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行，此時(shí)需要排除空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，通入空氣，能將裝置中的二氧化碳排出，氫氧化鈉能吸收二氧化碳，飽和碳酸氫鈉溶液能起到除去氯化氫的作用．

解答 解：【粗產(chǎn)品制備】（1）碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
【粗產(chǎn)品成分分析】（1）碳酸鈉能與硝酸鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉：（1）加入硝酸鋇溶液產(chǎn)生了白色沉淀，則是硝酸鋇與碳酸鈉發(fā)生了反應(yīng)，有碳酸鈉存在，則不可能含有氫氧化鈣，因?yàn)闅溲趸�鈣會(huì)與碳酸鈉反應(yīng)而不能共存；
【含量測(cè)定】（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�其目的是：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（2）a、二氧化碳會(huì)與堿石灰反應(yīng)，所以在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，不影響測(cè)定準(zhǔn)確度，故a正確；
b、滴加鹽酸不宜過(guò)快，過(guò)快會(huì)加速氯化氫的揮發(fā)，所以不影響測(cè)定準(zhǔn)確度，故b正確；
c、在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，對(duì)結(jié)果沒有影響，故c錯(cuò)誤；
d、取消上圖中D裝置，空氣中的二氧化碳會(huì)進(jìn)入C中，故d錯(cuò)誤．
故選：ab；
（3）設(shè)：粗產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
根據(jù)Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O，CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O
可得：Na₂CO₃～BaCO₃
106          197
20g×x      1.97g
 $\frac{106}{197}$=$\frac{20g×x}{1.97g}$
解得x=5.3%
答：碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是5.3%．
（4）有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．
故答案為：【粗產(chǎn)品制備】（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
【粗產(chǎn)品成分分析】（1）Ca（OH）₂，由上可知粗產(chǎn)品中一定有碳酸鈉，而碳酸鈉與氫氧化鈣在溶液中不能共存；
【含量測(cè)定】（1）把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（2）ab；
（3）答：碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是5.3%．
（4）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物中雜質(zhì)成分的確定以及含量的測(cè)定，完成此題，可以依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)合題干提供的信息進(jìn)行．