Question

【題目】碳酸鈉廣泛用于造紙、紡織、制革等工業(yè)，是一種重要的化工原料。我國侯德榜發(fā)明了將制堿與制氨結(jié)合起來的聯(lián)合制堿法，為碳酸鈉的工業(yè)化生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。

（查閱資料）侯氏制堿法中主要反應(yīng)：

Ⅰ．NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl

Ⅱ．2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑

（實驗探究）小明以粗鹽配制飽和食鹽水，并采用如圖1所示裝置模擬制備碳酸氫鈉，進(jìn)而制得碳酸鈉。

實驗操作如下：

①關(guān)閉K1，打開K2通入NH3，調(diào)節(jié)氣流速率，待其穩(wěn)定后，打開K1通入CO2；

②待三頸燒瓶內(nèi)出現(xiàn)較多固體時，關(guān)閉K2停止通NH3，一段時間后，關(guān)閉K1停止通CO2；

③將三頸燒瓶內(nèi)的反應(yīng)混合物過濾、洗滌、低溫干燥，并將所得固體置于敞口容器中加熱，記錄剩余固體質(zhì)量。請回答下列問題：

加熱時間/min	t0	t1	t2	t3	t4	t5
剩余固體質(zhì)量/g	未記錄	15.3	13.7	11.9	10.6	10.6

（1）粗鹽中除了含有泥沙等不溶性雜質(zhì)，還含有少量的MgCl2等。若要除去粗鹽中的MgCl2，可加入過量的NaOH溶液，寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式______，再過濾，然后向濾液中加入適量______，得到氯化鈉溶液。

（2）飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（3）三頸燒瓶上連接的長頸漏斗的主要作用是______，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在長頸漏斗內(nèi)放置一團(tuán)蘸有酸液的棉花，理由是______；關(guān)閉K2停止通NH3后，還要繼續(xù)通一段時間CO2，其目的是______。

（4）根據(jù)實驗記錄，計算t2時NaHCO3固體的分解率（已分解的NaHCO3質(zhì)量與加熱前原NaHCO3質(zhì)量的比值），請寫出計算過程_____。

（拓展延伸）小華設(shè)計如圖2的實驗裝置測定某純堿樣品（含少量雜質(zhì)NaCl）中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：取一定量的樣品與足量稀硫酸反應(yīng)，通過排飽和碳酸氫鈉溶液測定生成CO2的體積，計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（已知常溫常壓下CO2的密度是1.977g/L）

（1）如果樣品質(zhì)量為5.3g，則實驗中選用的量氣管規(guī)格最合適的是______（填字母）。

A．500mLB．1000mLC．1500mLD．2000mL

（2）若實驗中測得碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，下列可能的原因是______。

a．裝置漏氣

b．讀取數(shù)據(jù)時量氣管的液面低于水準(zhǔn)管的液面

c．反應(yīng)結(jié)束后燒瓶中有CO2殘留

d．讀取數(shù)據(jù)時仰視讀數(shù)

e．稀硫酸加入燒瓶占據(jù)體積

Answer 1

【答案】MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl 稀鹽酸 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 平衡氣壓 防止氨氣逸出污染環(huán)境 使氨氣充分反應(yīng) 設(shè)原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x

x=16.8g

完全反應(yīng)時剩余固體減少16.8g-10.6g=6.2g。

t2時固體的質(zhì)量減少了16.8g-13.7g=3.1g。

t2時固體的質(zhì)量減少的質(zhì)量為完全反應(yīng)時的一半，則t2時NaHCO3固體的分解率為50%。 C ab

【解析】

[實驗探究]（1）氯化鎂與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和氫氧化鎂沉淀，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl；

此時的溶液中除了氯化鈉以外，還含有氫氧化鈉，可加入適量的鹽酸將其中和為氯化鈉，故填稀鹽酸。

（2）氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，故填：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。

（3）長頸漏斗與外界空氣相同，三頸燒瓶上連接的長頸漏斗的主要作用是平衡氣壓，故填平衡氣壓；

在長頸漏斗內(nèi)放置一團(tuán)蘸有酸液的棉花，氨氣極易溶于水與酸反應(yīng)，能防止氨氣逸出污染環(huán)境，故填防止氨氣逸出污染環(huán)境；

關(guān)閉K2停止通NH3后，還要繼續(xù)通一段時間CO2，其目的是形成酸性環(huán)境，利于使氨氣充分反應(yīng)，故填使氨氣充分反應(yīng)。

（4）設(shè)原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x

x=16.8g

完全反應(yīng)時剩余固體減少16.8g-10.6g=6.2g。

t2時固體的質(zhì)量減少了16.8g-13.7g=3.1g。

t2時固體的質(zhì)量減少的質(zhì)量為完全反應(yīng)時的一半，則t2時NaHCO3固體的分解率為50%。

[拓展延伸]（1）如果5.3g樣品全部為碳酸鈉的質(zhì)量，則根據(jù)方程式Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑中碳酸鈉與二氧化碳間的質(zhì)量關(guān)系知，生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，根據(jù)V===1.1L=1100mL，則實驗中選用的量氣管規(guī)格最合適的是1500mL，故填C。

（2）a．裝置漏氣造成收集到的二氧化碳偏少，造成測定結(jié)果偏��；

b．讀取數(shù)據(jù)時量氣管的液面低于水準(zhǔn)管的液面造成量氣筒內(nèi)的壓強(qiáng)較大，造成收集的二氧化碳體積偏小，導(dǎo)致測定結(jié)果偏�。�

c．進(jìn)入量氣筒中液體的體積等于錐形瓶中排出的氣體體積，根據(jù)量氣筒中液體的增加量，即為二氧化碳?xì)怏w的體積，根據(jù)二氧化碳的體積算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此錐形瓶中若有CO2殘留對實驗結(jié)果無影響

d．讀取數(shù)據(jù)時仰視讀數(shù)造成讀取的二氧化碳體積偏大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大；

e．稀硫酸加入燒瓶占據(jù)體積造成二氧化碳體積偏大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，故填ab。