工業(yè)上制純堿的方法是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳,獲得碳酸氫鈉晶體,再將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿(純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92%~96%)。涉及到的化學(xué)方程式有:

NH3+CO2+H2O → NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl(飽和)→ NaHCO3↓+NH4Cl, 。請(qǐng)回答:

(1)工業(yè)制得的純堿中常常含有少量的氯化鈉雜質(zhì),其主要原因是      。

(2)現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生,欲測(cè)定某工業(yè)純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),分別設(shè)計(jì)如下方案,請(qǐng)你幫助他們完成如下實(shí)驗(yàn)。

甲:用      (填實(shí)驗(yàn)儀器)稱取10.0g樣品,利用上圖所示裝置,測(cè)出反應(yīng)后裝置C中堿石灰增重3.52g。裝置D中堿石灰的作用是      。

乙:準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后,用      (填實(shí)驗(yàn)儀器)配成1000mL溶液,用

    式滴定管量取25.00mL放入錐形瓶中,加入2滴酚酞作指示劑,用0.15mol·L1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)(有關(guān)反應(yīng)為Na2CO3+HCl → NaCl+NaHCO3)。完成三次平行實(shí)驗(yàn)后,消耗鹽酸體積的平均值為15.00mL。

丙:準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后,向其中加入過(guò)量的鹽酸,充分反應(yīng)直至樣品中無(wú)氣泡冒出,蒸干混合溶液將所得到固體物質(zhì)于干燥器中冷卻至室溫后稱量。反復(fù)加熱、冷卻、稱量,直至所稱量的固體質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹,此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g。請(qǐng)分析、計(jì)算后填表:

分析與計(jì)算

分組

計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因及對(duì)結(jié)果的影響

 

失    敗

 

成    功

 

成    功

(1)在飽和氯化鈉溶液中通入氨氣和二氧化碳后,發(fā)生反應(yīng)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,消耗了部分水,從而會(huì)有部分氯化鈉晶體析出 (2分)

(2)甲:托盤(pán)天平、藥匙、濾紙(共2分,少一個(gè)扣0.5分)  防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C,減小實(shí)驗(yàn)誤差 (2分)

乙:燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、1000mL 的容量瓶(2分)  堿 (1分) 

丙:(共8分,每空2分)

計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因及對(duì)結(jié)果的影響

84.8%

反應(yīng)生成的CO2部分殘留在瓶A中,沒(méi)有被完全吸收,結(jié)果偏小

95.4%

95.4%


解析:

(1)因NaCl形成飽和溶液,析出NaCl晶體應(yīng)該與溶劑H2O減少有關(guān),當(dāng)飽和NaCl溶液中通入NH3、CO2發(fā)生反應(yīng)時(shí),由于要消耗H2O,引起少量NaCl晶體析出從而混入NaHCO3中,當(dāng)加熱NaHCO3時(shí),NaCl不會(huì)消失而形成雜質(zhì)。

(2)根據(jù)甲測(cè)定原理,樣品中的Na2CO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2、H2O,根據(jù)裝置C中質(zhì)量增加得出CO2質(zhì)量,從而得到Na2CO3質(zhì)量,繼而得到Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù),但由于空氣中中的CO2、H2O會(huì)進(jìn)入裝置C中引起誤差,利用裝置D可阻止空氣的CO2、H2O進(jìn)入裝置C而減少實(shí)驗(yàn)誤差。根據(jù)乙方案測(cè)定原理,是利用中和滴定原理來(lái)測(cè)定Na2CO3含量的,準(zhǔn)確稱取樣品后,需用1000mL 容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管儀器將樣品配制成溶液。由于樣品溶液呈堿性,所以需用堿式滴定管來(lái)盛裝。丙方案是根據(jù)樣品中的Na2CO3與鹽酸充分反后殘留固體的質(zhì)量來(lái)確定Na2CO3含量。甲方案中堿石灰吸收的CO2質(zhì)量為3.52g,可得Na2CO3質(zhì)量為=0.08mol×106g/mol=8.48g,Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)=84.8%<92%,測(cè)定結(jié)果偏低,說(shuō)明裝置中的CO2沒(méi)有被堿石灰完全吸收。乙方案中,n(Na2CO3)==0.09mol,Na2CO3的質(zhì)量=0.09mol×106g/mol=9.54g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.54%,92%<9.54%<96%,符合誤差范圍。丙方案中,設(shè)10.00g 樣品中含有Na2CO3的質(zhì)量為x g,根據(jù)反應(yīng):Na2CO3 + 2HCl =2NaCl  + CO2↑ + H2O,最后得到NaCl的質(zhì)量=,則有:10.00-x +=10.99,解得x=9.54g,Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.54%,92%<9.54%<96%,符合誤差范圍。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2011?天河區(qū)一模)如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,已受到各國(guó)的普遍重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),△H=-49.0kJ/mol測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.45
0.45
mol/(L?min).
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)

③其它條件不變,下列措施中能使
n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
BC
BC

A.升高溫度                          B.再充入1mol CO2和3mol H2
C.將H2O(g)從體系中分離              D.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
(2)CO2是典型的酸性氧化物,能轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì).
①利用CO2可制得純堿,純堿溶液PH
大于
大于
7(填大于、等于、小于);原因是(用離子反應(yīng)方程式表示)
CO32-+H2OHCO3-+OH-
CO32-+H2OHCO3-+OH-

②一定溫度下,在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液,觀察到的現(xiàn)象是
有沉淀析出
有沉淀析出
;產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是
飽和碳酸溶液中存在CaCO3(ag)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液,溶液中c(CO32-)增大,平衡向逆方向移動(dòng)
飽和碳酸溶液中存在CaCO3(ag)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液,溶液中c(CO32-)增大,平衡向逆方向移動(dòng)

(3)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離除去CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2=2CO+O2 ,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O則陰極反應(yīng)式為:
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列關(guān)于燒堿的制備、性質(zhì)及其應(yīng)用的表述錯(cuò)誤的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

碳酸鈉俗稱純堿,是一種常用化學(xué)品。工業(yè)上制取碳酸鈉的方法是:將二氧化碳和氨氣通入飽和食鹽水中,控制一定溫度,制得碳酸氫鈉,再煅燒碳酸氫鈉使其轉(zhuǎn)化為碳酸鈉。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:?

 (1)碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng),能析出碳酸氫鈉晶體的原因是________ (填標(biāo)號(hào))。

A.碳酸氫鈉難溶于水?

B.碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小,所以在溶液中首先結(jié)晶析出?

C.碳酸氫鈉受熱易分解?

(2)某探究活動(dòng)小組根據(jù)工業(yè)制取碳酸鈉的原理,進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn), 同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案實(shí)驗(yàn)。?

①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫(huà)出)。?

i.乙裝置中的試劑是_______________(填標(biāo)號(hào))。?

A.燒堿溶液?

B.澄清石灰水?

C.濃氨水?

D.蒸餾水?

ii.丁裝置的作用是_________________________。?

iii.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分離出NaHCO3晶體的操作是_________________(填名稱)。

②另一位同學(xué)用下圖中戊裝置(其他裝置未畫(huà)出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

i.實(shí)驗(yàn)時(shí),須先從a管通入_________氣體,再?gòu)腷管通入____________氣體。?

ii.有同學(xué)建議在b管下端連接上圖中己裝置,理由是__________________________。?

(3)請(qǐng)你再寫(xiě)出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法。____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011年廣東省廣州市天河區(qū)高考化學(xué)一模試卷(解析版) 題型:填空題

如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,已受到各國(guó)的普遍重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),△H=-49.0kJ/mol測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=    mol/.
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為   
③其它條件不變,下列措施中能使
n(CH3OH)/n(CO2)增大的是   
A.升高溫度                          B.再充入1mol CO2和3mol H2
C.將H2O(g)從體系中分離              D.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
(2)CO2是典型的酸性氧化物,能轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì).
①利用CO2可制得純堿,純堿溶液PH    7(填大于、等于、小于);原因是(用離子反應(yīng)方程式表示)   
②一定溫度下,在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液,觀察到的現(xiàn)象是    ;產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是   
(3)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離除去CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2=2CO+O2 ,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O則陰極反應(yīng)式為:   

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