Question

某制堿廠以海水為主要原料生產(chǎn)純堿（碳酸鈉）和其他副產(chǎn)品．
（一）將海水進(jìn)行處理后獲得精鹽水．海水中，除氯化鈉外，還含有氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等雜質(zhì)．其處理的主要流程如圖1：
（1）加入氫氧化鈉溶液的目的是______．
（2）操作Ⅰ所得的沉淀是混合物，其成分有（至少寫兩種）：______．
（3）向濾液中滴加稀鹽酸目的是______．
（二）將精鹽水制成飽和溶液，先向其中通入足量的氨氣，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶體（碳酸氫鈉，NaHCO₃）析出；將晶體轉(zhuǎn)移出來后，加熱至不再有氣體產(chǎn)生，所得固體即為純堿．
（4）制堿過程中獲得的副產(chǎn)品可做化肥，其化學(xué)式為______．
（5）加熱碳酸氫鈉獲得純堿的化學(xué)方程式為______．
【組成確定】
（6）①稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無變化；②另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．由上述實(shí)驗可確定純堿樣品含有雜質(zhì)______（寫化學(xué)式）．
【含量測定】
（7）稱取純堿樣品21.5g，加入到盛有足量稀鹽酸的燒杯中，并不斷用玻璃棒攪拌．反應(yīng)過程用精密儀器測得燒杯內(nèi)混合物的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時間（t）關(guān)系如圖2所示．

工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)：（Na2CO3%》）
優(yōu)等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

請通過計算并結(jié)合右表判斷此純堿樣品等級為______品．計算過程：______．
【總結(jié)反思】
（8）某同學(xué)認(rèn)為，在上述純堿含量測定過程中，用玻璃棒不斷攪拌，能使測定誤差會減小，其理由是______．

Answer 1

解：（1）海水中存在的雜質(zhì)離子有硫酸根離子、鎂離子和鈣離子，可通過加入氯化鋇、氫氧化鈉和碳酸鈉逐一轉(zhuǎn)化成沉淀除去，故加氫氧化鈉的目的是：除去雜質(zhì)氯化鎂；
（2）因硫酸根離子與鋇離子會生成硫酸鋇沉淀，鎂離子與氫氧根離子生成氫氧化鎂沉淀，鈣離子與碳酸根離子生成碳酸鈣沉淀，又因碳酸鈉還能與過量的除雜試劑氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，故過濾后的沉淀物有：硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣和碳酸鋇；
（3）加稀鹽酸的目的是除去過量的試劑氫氧化鈉和碳酸鈉以得到精鹽水；
（4）根據(jù)氨堿法制純堿的原理：NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NaHCO₃+NH₄Cl 副產(chǎn)物為：NH₄Cl；
（5）加熱碳酸氫鈉的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（6）由題意可知，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反應(yīng)物中一定有氯離子，并且樣品完全溶于水，由此可以推斷純堿樣品含有雜質(zhì)NaCl，故答案為：NaCl；
（7）從坐標(biāo)讀出燒杯總質(zhì)量的變化為：172.5-163.7=8.8g 是生成二氧化碳的質(zhì)量．
設(shè)產(chǎn)生8.8克二氧化碳需碳酸鈉的質(zhì)量X　
　Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
　　x 8.8g
　　106：44=x：8.8g
　　x=21.2g
Na2CO3%=×100%=98.6%
因：98.0%＜98.6%＜98.8%
所以此樣品為合格品．
（8）碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)取決于碳酸鈉的質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比值，樣品的質(zhì)量不能改變，只可能是測得碳酸鈉的質(zhì)量，從題意用玻璃棒攪拌能減小實(shí)驗誤差的角度看，應(yīng)該是促使純堿與鹽酸充分反應(yīng)，同時有利于二氧化碳的逸散．
故答案為：（1）除去雜質(zhì)氯化鎂；（2）硫酸鋇、氫氧化鎂、碳酸鈣和碳酸鋇；（3）除去濾液中的NaOH和Na₂CO₃；
（4）NH4Cl；（5）2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；（6）NaCl；（7）合格，從坐標(biāo)讀出燒杯總質(zhì)量的變化為：172.5-163.7=8.8g 是生成二氧化碳的質(zhì)量．
設(shè)產(chǎn)生8.8克二氧化碳需碳酸鈉的質(zhì)量為X　
　Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
　　x 8.8g
　　106：44=x：8.8g
　　x=21.2g
Na₂CO3%=×100%=98.6%
因：98.0%＜98.6%＜98.8%
所以此樣品為合格品．
（8）促使純堿與鹽酸充分反應(yīng)，同時有利于二氧化碳的逸散．
分析：（一）根據(jù)除雜的原則，利用復(fù)分解反應(yīng)將雜質(zhì)離子鎂離子、鈣離子、硫酸根離子和新增的鋇離子一一轉(zhuǎn)化成沉淀除去，經(jīng)過濾后再利用稀鹽酸 將過量的氫氧化鈉和碳酸鈉除去；
（二）根據(jù)氨堿法制純堿的原理分析回答；
組成確定 （6）確定純堿樣品含有的雜質(zhì)，可用反向思維方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質(zhì)是什么進(jìn)行分析；
含量測定 （7）利用質(zhì)量守恒定律計算出二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式計算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定其等級；
總結(jié)反思 （8）從題意用玻璃棒攪拌能減小實(shí)驗誤差來分析．
點(diǎn)評：本題難度較大，主要考查了物質(zhì)的分離操作和除去雜質(zhì)的方法，要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解答，培養(yǎng)學(xué)生對知識的應(yīng)用和理解的能力；在書寫化學(xué)方程式及計算過程一定要規(guī)范．