Question

15．海水是巨大的資源寶庫(kù)．

Ⅰ、福建籍化學(xué)家侯德榜創(chuàng)立的侯氏制堿法，以海水“曬鹽”得到的氯化鈉為原料制取純堿．純堿與氯化鈉的溶解度曲線如圖1所示．
（1）侯氏制堿法制得的純堿的化學(xué)式是Na₂CO₃．
（2）20℃時(shí)，將50g純堿晶體投入100g水中，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是16.7%（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（3）純堿樣品中含少量的氯化鈉，可用降溫結(jié)晶的方法，獲得較純凈的純堿．
Ⅱ、如圖2是某興趣小組進(jìn)行粗鹽提純并配制NaCl溶液，請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出粗鹽提純過程的操作①、②和③的名稱溶解、過濾和蒸發(fā)結(jié)晶．
（2）操作①②③中都用到的一種玻璃儀器名稱是玻璃棒，它在操作③中的作用是攪拌，使液體受熱均勻，防止液滴飛濺．
（3）如圖3是某同學(xué)提純出來的精鹽配制NaCl溶液的部分實(shí)驗(yàn)操作示意圖．請(qǐng)記錄數(shù)據(jù)：NaCl的質(zhì)量是16.4g，若該同學(xué)要配得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaCl溶液，則需要水的體積是65.6ml（水的密度為1g/ml）．
若測(cè)得所配溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%，請(qǐng)分析可能的原因沒有過濾干凈氯化鈉中還有泥沙，過濾時(shí)濾紙破損或加水時(shí)仰視．
（4）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%-20%的氯化鈉溶液來選種．選種進(jìn)行一段時(shí)間后，農(nóng)技員估計(jì)溶液和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都有所減少，他取出50g氯化鈉溶液，加入過量的AgNO₃溶液，得到沉淀14.35g，計(jì)算這時(shí)候氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)． 
（化學(xué)方程式為AgNO₃+NaCl═NaNO₃+AgCl↓ ）

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)純堿是碳酸鈉并結(jié)合化學(xué)式的書寫方法進(jìn)行分析．
（2）從溶解度曲線圖中查出20℃時(shí)純堿晶體溶解度，然后結(jié)合題中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化情況進(jìn)行分析．
Ⅱ、（1）根據(jù)粗鹽提純過程進(jìn)行分析．
（2）根據(jù)粗鹽提純中使用的儀器以及玻璃棒在各步驟中的作用進(jìn)行分析．
（3）根據(jù)氯化鈉的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)進(jìn)行分析；根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量結(jié)合質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算出溶液的質(zhì)量，然后減去溶質(zhì)的質(zhì)量即得溶劑的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出溶劑的體積．
（4）氯化鈉和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸鈉，根據(jù)沉淀的質(zhì)量可以計(jì)算氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ、（1）純堿是碳酸鈉，其化學(xué)式是Na₂CO₃．
（2）20℃純堿晶體的溶解度為20g，將50g純堿晶體投入100g水中，最多溶劑20g，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{20g}{100g+20g}$×100%=16.7%
（3）純堿的溶解度受溫度的影響較大，氯化鈉的溶解度受溫度的影響較小，因此樣品中含少量的氯化鈉，可用降溫結(jié)晶的方法，獲得較純凈的純堿．
Ⅱ、（1）粗鹽提純過程的操作流程是溶解、過濾和蒸發(fā)結(jié)晶．
（2）溶解、過濾和蒸發(fā)結(jié)晶中都用到的一種玻璃儀器玻璃棒，在蒸發(fā)結(jié)晶中玻璃棒的作用是攪拌，使液體受熱均勻，防止液滴飛濺．
（3）NaCl的質(zhì)量是10g+5g+1.4g=16.4g；若該同學(xué)要配得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaCl溶液，則需要水的體積是（16.4g÷20%-16.4g）÷1g/ml=65.6ml．
沒有過濾干凈氯化鈉中還有泥沙，過濾時(shí)濾紙破損或加水時(shí)仰視，都會(huì)使得所配溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%．
（4）設(shè)氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，
AgNO₃+NaCl═AgCl+NaNO₃，
     58.5  143.5        
      x    14.35g
$\frac{58.5}{143.5}$=$\frac{x}{14.35g}$，解得x=5.85g，
氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.85g}{50g}$×100%=11.7%，
答：氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.7%．
故填：Ⅰ、Na₂CO₃；16.7%；降溫結(jié)晶；Ⅱ、（1）溶解；過濾；蒸發(fā)結(jié)晶；（2）玻璃棒；攪拌，使液體受熱均勻，防止液滴飛濺；（3）16.4； 65.6；沒有過濾干凈氯化鈉中還有泥沙，過濾時(shí)濾紙破損或加水時(shí)仰視；（4）氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.7%．

點(diǎn)評(píng) 此題難度不大，掌握溶解度曲線的有關(guān)計(jì)算，粗鹽提純的有關(guān)知識(shí)以及化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算即可順利解答，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．