Question

【题目】某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究。

（产品与原理）该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na2CO3）和化肥NH4Cl。

生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl；分离出NaHCO3晶体，加热制得纯碱。

（生产流程）

（相关资料）

（1） NH4Cl NH3↑+HCl↑

（2） 已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

（问题讨论）:

（1）氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是：________。流程中加入过量氢氧化钠目的是________。操作II的名称叫________。

（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式：________________。

（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为：_________________________________。

（4）上述生产流程中可循环使用的是________（填序号）。

A 气体C B 溶液D C 氢氧化镁 D 化肥NH4Cl

（5）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时。为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?_________。

（组成确定）

（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化。

（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质________（写化学式）。

（3）某研究性学习小组对刚生产出的纯碱产品进行检测。取22克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡。

首先发生的反应是：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；然后发生的反应是：NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+CO2↑；

在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示。

请你根据图甲提供的信息，计算出反应产生的二氧化碳的质量________；计算该样品中纯碱的质量分数________(计算结果用百分数表示,保留到小数点后一位)

Answer 1

【答案】增大二氧化碳在水中的溶解度 除去粗盐中的氯化镁 过滤 或 AB 氯化铵受热易分解，所以不直接蒸发结晶析出氯化铵固体 NaCl 8.8g 96.4%

【解析】

氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。

（1）氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出，压强越大,气体溶解度越大，流程需要加压条件的原因是增大二氧化碳在水中的溶解度，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，故流程中加入过量氢氧化钠目的是除去粗盐中的氯化镁，操作II是将晶体和液体分离，名称是过滤。

（2）反应①中发生了两个反应是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为或。

（3）反应③是碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳，故得到纯碱的化学方程式为。

（4）上述生产流程中可循环使用的是气体C二氧化碳，溶液D氯化钠，故选AB。

（5）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时，氯化铵受热易分解，所以不直接蒸发结晶析出氯化铵固体。

[组成确定]

（2）根据“滴加AgNO3溶液，有白色沉淀”，则一定含有氯离子，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，故纯碱样品含有杂质氯化钠，化学式为NaCl。

（3）由图甲可以看出，当加入盐酸的量为50g时开始产生二氧化碳，当加入盐酸的量为100g时不再生成二氧化碳，设产生二氧化碳的质量为x

与碳酸钠反应的盐酸共有100g，设碳酸钠的质量为y

样品中纯碱的质量分数为