Question

14．1942年，我國化學專家侯德榜先生打破國外對制堿技術的壟斷，發(fā)明了著名的侯氏制堿法，已知：直接從海水中獲得的粗鹽含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺，某工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下：

（1）沉淀A的化學式為Mg（OH）₂和CaCO₃．
（2）煅燒過程中發(fā)生反應的化學反應方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（3）煅燒是否完全關系到產(chǎn)品的質(zhì)量，某檢驗員對煅燒過程中的樣品進行檢驗，其實驗方法如下：
首先，稱取樣品（含有Na₂CO₃和NaHCO₃）4.02g，向其中加入250mL稀HCl，產(chǎn)生CO₂的體積為896mL（標準狀況下）；然后，將過量的HCl用0.2mol/L的NaOH溶液滴定，當消耗NaOH溶液的體積為150mL時，恰好完全中和，計算樣品中的Na₂CO₃的百分含量．

Answer 1

分析 本題利用海水提取氯化鈉再利用侯氏制堿原理制純堿的工業(yè)流程，因從海水中獲得的粗鹽含有較多的Ca²⁺、Mg²⁺，加入CaO和Na₂CO₃除雜時，可生成Mg（OH）₂和CaCO₃沉淀并經(jīng)過濾除去，在所得氯化鈉溶液里先通氨氣再通CO₂氣體得到碳酸氫鈉沉淀，過濾后再鍛燒生成純堿、CO₂和水，據(jù)此可作答；
（1）從流程分析可知溶液A為Mg（OH）₂和CaCO₃；
（2）將碳酸氫鈉鍛燒生成純堿、CO₂和水，結合質(zhì)量守恒可寫出此反應的化學方程式；
（3）樣品過量鹽酸反應生成CO₂是0.896L，其物質(zhì)的量為$\frac{0.896L}{22.4mol/L}$=0.04mol，根據(jù)原子守恒并結合樣品的總質(zhì)量可計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，再求質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）在粗鹽的水溶液里加入CaO和Na₂CO₃后得到的沉淀A為Mg（OH）₂和CaCO₃，故答案為：Mg（OH）₂和CaCO₃；
（2）碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）樣品過量鹽酸反應生成CO₂物質(zhì)的量為0.04mol，設碳酸鈉的物質(zhì)的量為xmol，碳酸氫鈉為ymol，結合原子守恒可得：①x+y=0.04 ②106x+84y=4.02，解得x=0.03mol，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量百分數(shù)為$\frac{0.03mol×106g/mol}{4.02g}×100%$=79.1%，答：樣品中的Na₂CO₃的百分含量為79.1%．

點評 本題以侯氏制堿法為載體，探究粗鹽提純的基本操作、碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性及樣品純度分析，中等難度，注重基礎知識的考查．