【題目】化學(xué)興趣小組利用廢燒堿(含少量Na2CO3、NaCl、MgCl2、CaCl2等)制Na2CO3·10H2O。

【制取流程】

【相關(guān)資料】①Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2

③在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液,可發(fā)生反應(yīng):2NaHCO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl+ H2O+CO2

④碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的晶體如下圖所示:

【問題討論】

(1)濾渣主要成分為Mg(OH)2 ,產(chǎn)生Mg(OH)2的化學(xué)方程式

(2)操作Ⅰ需使用的玻璃儀器有:燒杯、 和玻璃棒。

(3)取少量溶液B,加入BaCl2溶液,充分混合,若觀察到 (填現(xiàn)象),則溶液B中含NaHCO3。

(4)結(jié)晶后,過濾時(shí)的溫度須低于 ℃。

(5)“母液”不能沿流程中虛線路徑循環(huán)使用,原因是 (選填序號)。

①“母液”不含Na2CO3

②“母液”多次循環(huán)后,NaCl含量增加

【組成確定】

(6)取少量粗產(chǎn)品,加水溶解,加足量 (選填數(shù)字序號,下同),充分?jǐn)嚢,再加少?/span> ,無沉淀,證明其中不含NaCl。

①AgNO3溶液 ②稀鹽酸 ③稀硝酸

(7)興趣小組同學(xué)取32.8g干燥粗產(chǎn)品,用如圖所示裝置(夾持儀器省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

查閱資料1:Na2CO3·10H2O加熱至32℃,開始分解失水,充分加熱可完全失水;NaHCO350℃時(shí)開始分解270℃時(shí)完全分解;Na2CO3受熱不分解。

查閱資料2:Ba(OH)2溶液能吸收CO2:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O

實(shí)驗(yàn)前要先 ,再裝入粗產(chǎn)品;

裝置A的作用是 。

粗產(chǎn)品加熱至270℃,據(jù) (填裝置編號及現(xiàn)象),可知粗產(chǎn)品中含NaHCO3。測得C、D共增加m1,E質(zhì)量增加m2,則m1∶m2 (填“>”、“=”或“<”)9∶22。

實(shí)驗(yàn)測得m21.1g,則可推算32.8g粗產(chǎn)品中含有NaHCO3的質(zhì)量為 g。

當(dāng)加熱至36℃時(shí),測得B中剩余固體27.4g,則該剩余固體是 (填化學(xué)式)和NaHCO3的混合物。(此空2分)

【答案】(1)CaCO3、 2Na OH+ MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2

(2)漏斗

(3)出現(xiàn)氣泡

(4)32

(5)

(6)③、①

(7)①檢查裝置的氣密性 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣

C中變?yōu)樗{(lán)色,E中產(chǎn)生白色沉淀 4.2 Na 2CO3·7H2O

【解析】

試題分析:【問題討論】(1)燒堿氫氧化鈉與氯化鎂反應(yīng),生成氫氧化鎂沉淀;碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng),生成碳酸鈣沉淀,則濾渣主要成分為氫氧化鎂和碳酸鈣;(2)操作Ⅰ中需要將沉淀于液體分離,即為過濾操作,則需要漏斗;(3)氯化鋇與碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)如下:2NaHCO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl+ H2O+CO2↑,當(dāng)產(chǎn)生氣泡和白色沉淀時(shí),證明溶液B中含碳酸氫鈉;(4)結(jié)晶后,過濾時(shí)的溫度須低于32℃

(5)“母液”不能沿流程中虛線路徑循環(huán)使用,原因是“母液”多次循環(huán)后,NaCl含量增加,則選;【組成確定】先加硝酸,除去碳酸鈉,然后加入硝酸銀溶液,若含氯化鈉,硝酸銀與氯化鈉產(chǎn)生白色沉淀,且白色沉淀氯化銀不溶于稀硝酸。①實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的氣密性,再加入粗產(chǎn)品;堿石灰能吸收空氣中的水分和二氧化碳,作干燥劑;粗產(chǎn)品加熱至270℃時(shí),完全分解,產(chǎn)生水,二氧化碳,碳酸鈉,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,無水硫酸銅遇水變?yōu)樗{(lán)色;碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生水,碳酸鈉晶體分解也會(huì)產(chǎn)生水,C、D共增加m1是兩部分水的質(zhì)量,E質(zhì)量增加m2是碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生二氧化碳,根據(jù)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2進(jìn)行計(jì)算,水和二氧化碳質(zhì)量比為9::22,所以m1:m2>9∶22。

解:設(shè)碳酸氫鈉質(zhì)量為X

2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2

168 44

X 1.1g

168/44=X/1.1g X=4.2g

當(dāng)加熱至36℃時(shí),碳酸氫鈉受熱不會(huì)分解,根據(jù)②中碳酸氫鈉質(zhì)量為4.2g可知,粗產(chǎn)品中含有碳酸氫鈉晶體28.6g,則碳酸鈉質(zhì)量=28.6g×(106/136×100%)=10.6g;當(dāng)加熱至36℃時(shí),測得B中剩余固體27.4g,碳酸氫鈉的質(zhì)量為4.2g,則碳酸鈉晶體質(zhì)量=27.4g-4.2g=23.2g ,可列式為:

23.2g ×(106/106+18n×100%)=10.6g n=7,則化學(xué)式為:Na 2CO3·7H2O

練習(xí)冊系列答案
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二、為確定氣體和固體的成分,該同學(xué)進(jìn)行了如下的探究。

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(2)對白色固體做出如下猜測并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

【猜測】

查閱資料1:Mg(HCO3)2溶于水。

白色固體可能是MgCO3;

白色固體可能是 ;

白色固體可能是MgCO3和Mg(OH)2。

【實(shí)驗(yàn)】

取洗凈后的白色固體,加入足量的 溶液,觀察到 ,則白色固體一定含有MgCO3。

查閱資料2:MgCO3 、Mg(OH)2加熱易分解,分別生成兩種氧化物。

為進(jìn)一步確定白色固體的組成,該同學(xué)進(jìn)行了定量實(shí)驗(yàn):

稱取干燥的白色固體22.6 g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部先通過濃硫酸,濃硫酸增重1.8g,則白色固體中含有 ,再通過堿石灰,堿石灰增重8.8g,則固體中MgCO3 與Mg(OH)2的質(zhì)量比為 。

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