(2013?上海二模)碳酸鈉俗稱純堿,其用途很廣.實驗室中,用碳酸氫銨和飽和食鹽水可制得純堿.各物質(zhì)在不同溫度下的溶解度見表.
溫度℃
溶解度
溶質(zhì)   g/100g水
10 20 30 40 50 60 70
NaCl 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8
NH4HCO3 15.8 21.0 27.0
NaHCO3 8.2 9.6 11.1 12.7 14.4 16.4
NH4Cl 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 60.2
實驗步驟
Ⅰ、化鹽與精制:①粗鹽(含Ca2+、Mg2+、SO42-)溶解;②加入足量NaOH和Na2CO3溶液,煮沸;③過濾;④加入鹽酸調(diào)pH至7.
Ⅱ、轉(zhuǎn)化:①將精制后的食鹽溶液溫度控制在30~35℃之間;在不斷攪拌下,加入研細的碳酸氫銨;保溫,攪拌半小時;②靜置,
a
a
、
b
b
;③得到NaHCO3晶體.
Ⅲ、制純堿:將得的NaHCO3放入蒸發(fā)皿中,在酒精燈上灼燒,冷卻到室溫,即得到純堿.
(1)“化鹽與精制”可除去的粗鹽中的雜質(zhì)離子是
Ca2+、Mg2+
Ca2+、Mg2+

(2)“轉(zhuǎn)化”的離子方程式是
Na++HCO3-=NaHCO3
Na++HCO3-=NaHCO3

(3)“轉(zhuǎn)化”過程中,溫度控制在30~35℃之間的加熱方式是
水浴加熱
水浴加熱
;為什么溫度控制在30~35℃之間?
溫度過高造成NH4HCO3分解,溫度過低NH4HCO3的溶解度小
溫度過高造成NH4HCO3分解,溫度過低NH4HCO3的溶解度小

(4)a,b處的操作分別是
過濾
過濾
、
洗滌
洗滌

(5)實驗室制得的純堿含少量NaCl還可能含少量NaHCO3,為測定純堿的純度,用電子天平準確稱取樣品G克,將其放入錐形瓶中用適量蒸餾水溶解,滴加2滴酚酞,用c mol/L的標準鹽酸滴定至溶液由淺紅色變成無色且半分鐘不變,滴定過程中無氣體產(chǎn)生,所用鹽酸的體積為V1 mL.此時發(fā)生的反應為:CO32-+H+→HCO3-
①樣品中碳酸鈉質(zhì)量百分含量的表達式是
c×V1 ×10-3×M(Na2CO3)g
Gg
×100%
c×V1 ×10-3×M(Na2CO3)g
Gg
×100%

②向錐形瓶溶液中繼續(xù)滴加2滴甲基橙,用同濃度的鹽酸繼續(xù)滴定至終點,所用鹽酸的體積為V2mL.滴定終點時溶液顏色的變化是
黃色變?yōu)槌壬野敕昼姴蛔?/div>
黃色變?yōu)槌壬野敕昼姴蛔?/div>;根據(jù)實驗數(shù)據(jù),如何判斷樣品含有NaHCO3
V2>V1則含有NaHCO3
V2>V1則含有NaHCO3
分析:Ⅲ、(1)足量NaOH可以除去Mg2+;Na2CO3溶液可以除去Ca2+,最后加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉;
(2)NH4HCO3與NaCl反應:NH4HCO3與+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl來解答;
(3)根據(jù)水浴加熱溫度易控制且受熱均勻;溫度過高造成NH4HCO3分解,溫度過低NH4HCO3的溶解度;
(4)根據(jù)NH4HCO3的溶解度大于NaHCO3,NH4HCO3與氯化鈉兩者發(fā)生反應生成碳酸氫鈉,便有晶體析出,然后過濾、洗滌、干燥可得NaHCO3晶體;
(5)①加酚酞指示劑,指示CO32-+H+=HCO3-應的終點,以此來計算碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù);
②用甲基橙指示劑,繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙,指示HCO3-+H+=CO2+H2O反應的終點,所用HCl溶液體積為V2 mL.根據(jù)V2 和V1的大小來判斷.
解答:解:Ⅲ、(1)足量NaOH可以除去Mg2+;Na2CO3溶液可以除去Ca2+,故答案為:Ca2+、Mg2+;
(2)NH4HCO3與NaCl反應:NH4HCO3與+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,離子方程式Na++HCO3-=NaHCO3↓,故答案為:Na++HCO3-=NaHCO3↓;
(3)根據(jù)水浴加熱溫度易控制且受熱均勻;溫度過高造成NH4HCO3分解,溫度過低NH4HCO3的溶解度。还蚀鸢笧椋核〖訜;溫度過高造成NH4HCO3分解,溫度過低NH4HCO3的溶解度。
(4)NH4HCO3與氯化鈉兩者發(fā)生反應生成碳酸氫鈉,便有晶體析出,然后過濾、洗滌可得NaHCO3晶體,故答案為:過濾;洗滌;
(5)①酚酞指示劑,用物質(zhì)的量濃度為c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色,指示CO32-+H+=HCO3-反應的終點,所用HCl溶液體積為V1mL,碳酸氫鈉的質(zhì)量為c×V1×10-3×M(Na2CO3)g,碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為
c×V1 ×10-3×M(Na2CO3)g
Gg
×100%,故答案為:
c×V1 ×10-3×M(Na2CO3)g
Gg
×100%;
②用甲基橙指示劑,繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙,指示HCO3-+H+=CO2+H2O反應的終點,所用HCl溶液體積為V2 mL,若V2=V1,只有Na2CO3;若V2>V1,則含有NaHCO3,故答案為:黃色變?yōu)槌壬野敕昼姴蛔;V2>V1則含有NaHCO3
點評:本題主要考查侯氏制堿法的原理和過程,同使也考查了雙指示劑法,難度稍大.
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