Question

（22分）著名侯氏制堿法的重要反應之一：NH₃ +CO₂ +H₂O+NaCl ="=" NaHCO₃ +NH₄Cl。在生產中，NaHCO₃易結晶析出，經過濾得到NaHCO₃晶體和濾液。某化學興趣小組欲探究所得濾液中溶質的成分，及制得的純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數，請你參與他們的探究活動。
【查閱資料】Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發生復分解反應。
Ⅱ．2NaHCO₃  ^△  Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O； NH₄Cl  ^△  NH₃↑+HCl↑。
Ⅲ．NaCl溶液與AgNO₃溶液反應產生不溶于稀HNO₃的白色沉淀。
【探究實驗1】濾液中含有的溶質是什么？
【作出猜想】猜想1：NH₄Cl        猜想2：NaHCO₃      猜想3：NaCl
猜想4：……
【交流與討論】（1）化學興趣小組認為溶質含有NaCl，理由是                     。
（2）化學興趣小組經過討論，認為猜想4可能是                    。
【實驗推斷】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論及分析
①取少量濾液于試管中，滴加足量的NaOH濃溶液后加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口。		濾液中含有NH4Cl，有關化學方程式： NaOH + NH4Cl =" NaCl" + NH3↑+ H2O
②另取少量濾液于試管中，滴加稀鹽酸。	產生無色 無味氣體。	濾液中含有    ，有關化學方程式：                              。
③另取少量濾液蒸干后充分灼燒，取灼燒后的殘余固體溶于水，滴加稀HNO3，再滴加AgNO3溶液。	產生白色沉淀。	濾液中含有       ，濾液蒸干后充分灼燒的目的是                。

【探究實驗2】測定NaHCO₃晶體受熱后所得粉末中Na₂CO₃的質量分數。
（1）樣品與氯化鈣溶液的反應實驗（雜質不與氯化鈣溶液反應）：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液。	產生白色沉淀。	反應的化學方程式：                                。

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要過量的原因：                                      。
（3）應后的混合物進行過濾，把獲得的沉淀物進行洗滌、干燥、稱量。利用沉淀物質量計算Na₂CO₃ 的質量分數為96%。如果不洗滌沉淀物會造成測定結果大于96%，這是因為                                                                。

Answer 1

[交流討論] （1）NaCl沒有完全反應  （2）NH₄Cl 和NaHCO₃的混合物（或其他合理答案均可）[實驗推斷]①紅色變藍色   ②NaHCO₃        NaHCO₃ ＋HCl     NaCl ＋H₂O ＋CO₂↑ ③NaCl       除去NH₄Cl     [探究實驗2]　（1）Na₂CO₃ ＋ CaCl₂     CaCO₃↓＋2NaCl 　（2）使Na₂CO₃完全反應  　（3）沉淀物中混有NaCl 和NaHCO₃

試題分析：【交流與討論】（1）氯化鈉是反應物之一，如沒有完全參與反應，則溶質中應含有NaCl。
（2）氯化銨沒有析出、碳酸氫鈉可溶解一部分，所以可能為氯化銨和碳酸氫鈉的混合物。
【實驗推斷】①氯化銨可與堿反應生成氨氣，氨氣溶于水呈堿性，可使紅色石蕊試液變藍。
②碳酸氫鈉可與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，所以知濾液中有碳酸氫鈉。反應的化學方程式為：NaHCO₃ ＋HCl     NaCl ＋H₂O ＋CO₂↑
③“滴加稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，產生白色沉淀”說明沉淀為氯化銀。則原濾液中含有氯離子，即含氯化鈉。濾液蒸干后充分灼燒可除去氯化銨，防止對實驗造成影響。
【探究實驗2】（1）碳酸鈉可與氯化鈣溶液的反應生成碳酸鈣沉淀，反應的化學方程式為：Na₂CO₃ ＋ CaCl₂     CaCO₃↓＋2NaCl
（2）滴加的CaCl₂溶液要過量是為了使碳酸鈉完全反應，以免影響測定碳酸鈉的質量。
（3）沉淀物中混有NaCl 和NaHCO₃，二者可溶解于水，可利用洗滌的方法除去。如不洗滌，則會沉淀的質量偏大，進一步計算出碳酸鈉的質量分數偏大。