Question

11．天然堿的主要成分是碳酸鈉和碳酸氫鈉．以天然堿為原料制備氫氧化鈉的工藝流程可簡單表示如圖1所示：

（1）碳酸鈉俗稱純堿，其主要用途有制造玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產等（寫出一種即可）．
（2）實驗室進行溶解操作時，使用玻璃棒的主要目的是加速溶解；操作a的名稱是蒸發(fā)．
（3）“苛化”時主要發(fā)生兩個化學反應，其一為：NaHCO₃+Ca（OH）₂═NaOH+CaCO₃↓+H₂O；另一化學反應方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓，該反應屬于復分解反應（填基本反應類型）．
（4）某化學興趣小組同學為了測定產品NaOH固體（含少量碳酸鈉）中NaOH的質量分數，進行了如下實驗：
Ⅰ．稱取NaOH固體樣品2.15g，加適量水使之完全溶解．
Ⅱ．向上述溶液中滴加CaCl₂溶液至不再產生白色沉淀，過濾．
Ⅲ．向濾液中加入質量分數為10.0%的鹽酸溶液，所加鹽酸溶液的體積與溶液的pH關系如圖2所示．
回答下列問題：
①圖中a點溶液中所含的陰離子有Cl^-和 OH^-（填離子符號）．
②如圖3是氫氧化鈉與鹽酸反應示意圖，該反應的本質可以表示為OH^-+H⁺=H₂O．步驟Ⅱ中反應的示意圖如圖4，則該反應的本質可以表示為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③已知氯化鈉、氯化鈣溶液均呈中性．當所加入的鹽酸溶液質量為18.25g時，溶液的pH=7，則NaOH固體樣品中NaOH的質量分數是93.0%．（寫出計算過程，否則不得分．結果以百分比表示，保留3位有效數字）

Answer 1

分析 根據給出的轉化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

解答 解：
（1）碳酸鈉俗稱 純堿，其主要用途有 制造玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產等（寫出一種即可）．
（2）實驗室進行溶解操作時，使用玻璃棒的主要目的是 加速溶解；操作a后面緊跟降溫結晶，所以該過程應該是溫度升高的濃縮過程，所以是 蒸發(fā)．
（3）“苛化”時主要發(fā)生兩個化學反應，其一為：NaHCO₃+Ca（OH）₂═NaOH+CaCO₃↓+H₂O；由于“天然堿的主要成分是碳酸鈉和碳酸氫鈉“，第一個反應是與碳酸氫鈉有關，則第二個反應與碳酸鈉有關，碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣，對應的化學方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓，該是兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物，為復分解反應．
（4）某化學興趣小組同學為了測定產品NaOH固體（含少量碳酸鈉）中NaOH的質量分數，進行了如下實驗：
Ⅰ．稱取NaOH固體樣品2.15g，加適量水使之完全溶解．
Ⅱ．向上述溶液中滴加CaCl₂溶液至不再產生白色沉淀，過濾．
Ⅲ．向濾液中加入質量分數為10.0%的鹽酸溶液，所加鹽酸溶液的體積與溶液的pH關系如圖2所示．
這個首先要清楚，先加入氯化鈣使碳酸鈉沉淀，之后用鹽酸和氫氧化鈉反應，所以后面給出的pH與鹽酸的體積關系與碳酸鈉無關，這一點對于分析問題①
尤為重要．
①圖中表示的是向氫氧化鈉和氯化鈉的混合物溶液中加入鹽酸，a點是溶液pH大于7，說明氫氧化鈉還有剩余，所以此時的溶質有氫氧化鈉和氯化鈉，所以溶液中所含的陰離子有 Cl^-和OH^-．
②如圖3是氫氧化鈉與鹽酸反應示意圖，該反應的本質可以表示為OH^-+H⁺=H₂O．所謂本質結合圖可以看出為實際過程中發(fā)生改變的微粒，所以步驟Ⅱ中反應的示意圖如圖4，前后減少的是鈣離子和碳酸根離子，多的微粒是碳酸鈣分子，所以該反應的本質可以表示為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③已知氯化鈉、氯化鈣溶液均呈中性．當所加入的鹽酸溶液質量為18.25g時，溶液的pH=7，由于鹽酸的質量分數為10.0%．
設氫氧化鈉的質量為x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40        36.5
x           18.25g×10%
$\frac{40}{36.5}$=$\frac{x}{18.25g×10%}$
x=2g
則NaOH固體樣品中NaOH的質量分數為$\frac{2g}{2.15g}$×100%≈93.0%
故答案為：
（1）純堿； 制造玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產等；
（2）加速溶解； 蒸發(fā)．
（3）Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓； 復分解反應；
（4）
①Cl^-和 OH^-；
②Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．
③93.0%

點評 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實際上與復雜的轉化圖相比，其實很簡單很基礎，或者可以說轉化圖提供的是情境，考查基本知識．