16.課外化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用某化工廠的廢堿液(主要成分為Na
2CO
3,還含有少量NaCl,其它雜質(zhì)不計)和石灰乳為原料制備燒堿,并對所得的燒堿粗產(chǎn)品的成分進(jìn)行分析和測定.
【粗產(chǎn)品制備】
(1)將廢堿液加熱蒸發(fā)濃縮,形成較濃的溶液,冷卻后與石灰乳混合,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na
2CO
3+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+2NaOH.
(2)將反應(yīng)后的混合物過濾,得到的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,制得NaOH粗產(chǎn)品.
【粗產(chǎn)品成分分析】
(1)取適量粗產(chǎn)品溶于水,滴加Ba(NO
3)
2溶液出現(xiàn)白色渾濁,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na
2CO
3+Ba(NO
3)
2=BaCO
3↓+2NaNO,該粗產(chǎn)品中一定不含有Ca(OH)
2,理由是:Ca(OH)
2和Na
2CO
3能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在溶液中不能共存.
(2)該小組同學(xué)通過對粗產(chǎn)品成分的實驗分析,確定該粗產(chǎn)品中含有三種物質(zhì).
【粗產(chǎn)品含量測定】Na
2CO
3含量的測定:
(1)該興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.取10.0g粗產(chǎn)品,進(jìn)行實驗.說明堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物.E裝置中的飽和NaHCO
3溶液是為了除去二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫,發(fā)生的反應(yīng)為:
NaHCO
3 十HC1=NaCl十CO
2↑十H
2O.
(2)操作步驟:①連接好裝置,檢查氣密性;②打開彈簧夾C,在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣;③稱量G的質(zhì)量;④關(guān)閉彈簧夾C,慢慢滴加濃鹽酸至過量,直至D中無氣泡冒出;⑤打開彈簧夾C,再次緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣;⑥再次稱量G的質(zhì)量,得前后兩次質(zhì)量差為0.48g.
(3)問題探究:F中的試劑應(yīng)為濃硫酸,B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳,H裝置的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入G裝置.若沒有H裝置,則測定的Na
2CO
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大(填“偏大”、“偏小”、“不變”).事實上10.0g粗產(chǎn)品只能產(chǎn)生0.44g CO
2.請你仔細(xì)分析上述實驗,解釋實驗值0..48g比正確值0.44g偏大的原因(假設(shè)操作均正確)裝置D中濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫與裝置E中NaHCO
3反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳.
(4)數(shù)據(jù)計算:根據(jù)正確值0.44g可求得粗產(chǎn)品中Na
2CO
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%.NaOH含量的測定:該小組同學(xué)又另取10.0g粗產(chǎn)品,逐滴加入20%的鹽酸至恰好完全反應(yīng)時,消耗鹽酸的質(zhì)量為36.5g.放出CO
2 0.44g(不考慮二氧化碳?xì)怏w的溶解).求原粗產(chǎn)品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù).(寫出計算過程)