Question

工業上可以用食鹽和石灰石為原料制取純堿（Na₂CO₃），生產的關鍵是在沉淀池中讓 NaCl、NH₃、CO₂和H₂O盡可能多地轉化成NaHCO₃（固體沉淀物）和NH₄Cl（溶液）．主要生產流程如下：

（1）NaHCO₃俗稱______，該物質受熱分解成碳酸鈉和兩種氧化物，寫出反應的化學方程式______，還可以用來治療胃酸過多，反應方程式是______．
（2）若在化學實驗室里分離“設備（I）”中的混合物，用到的操作名稱是______．
（3）寫出設備（ II）中發生的復分解反應的方程式______．
（4）對“設備（Ⅱ）”中的母液處理后，除水以外可在本流程中再利用的物質有______（填寫化學式）．
（5）某興趣小組取80克石灰石樣品進行煅燒實驗（所含雜質在煅燒過程中不分解），測得反應后剩余固體的質量與時間的關系如下：

反應時間	T0	T1	T2	T3	T4	T5	T6
反應后固體的質量	80	75	70	66	62	58	58

請回答下列問題：
①石灰石完全反應后生成二氧化碳的質量為______克．
②該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，寫出計算過程．

Answer 1

解：（1）NaHCO₃俗稱小蘇打，碳酸氫鈉受熱時生成碳酸鈉、水和二氧化碳，該反應的化學方程式是：2NaHCO₃ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；碳酸氫鈉還可以用來治療胃酸過多，反應方程式是NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
故答案為：小蘇打；2NaHCO₃ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）過濾是把不溶于溶液的固體和液體分開的一種分離混合物的方法，“設備（I）”中的液體混合物中分離出析出的晶體，可用過濾的方法；
故答案為：過濾；
（3）氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣可以和母液中的氯化銨反應生成氨氣、水和氯化鈣，后者屬于復分解反應，反應的方程式Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂．
故答案為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
（4）結合（3）的解答可以知道，進入“設備（Ⅱ）”的物質有氧化鈣、氯化鈉、氯化銨及水，發生的反應有H₂O+CaO═Ca（OH）₂和Ca（OH）₂+2NH₄Cl═2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，最終產物有氯化鈉、氯化鈣、氨氣，其中氯化鈉、氨氣可再利用；
故答案為：NaCl、NH₃；
（5）①由實驗記錄數據可知，在反應進行至t₅時，繼續煅燒剩余固體質量不再減小，說明碳酸鈣已完全分解，根據質量守恒定律，生成二氧化碳的質量=80g-58g=22g；
故答案為：22；
②設80g石灰石中含CaCO₃的質量為x，
CaCO₃CaO+CO₂↑
100 44
x 22g
=，解得x=50g
石灰石中CaCO₃的質量分數為：×100%=62.5%．
答：該石灰石中CaCO₃的質量分數為62.5%．
分析：（1）根據反應物、生成物及反應條件寫出反應的方程式，可以據此完成解答；
（2）根據過濾的原理和適用范圍回答；
（3）根據氧化鈣的性質及母液的成分分析發生的反應，從而判斷反應類型；
（4）根據“設備（Ⅱ）”中發生的反應和流程圖中可循環使用的物質種類回答；
（5）煅燒石灰石時碳酸鈣分解放出二氧化碳而使反應后固體質量減小，直到碳酸鈣完全分解，剩余固體質量不再改變；利用質量守恒定律，由反應前后固體質量差計算出反應放出二氧化碳的質量，然后由反應的化學方程式，利用放出二氧化碳的質量求得石灰石樣品中所含碳酸鈣的質量，從而計算出樣品中碳酸鈣的質量分數．
點評：化學來源于生產、生活，又服務于生產、生活，氨堿工業是初中化學重要的應用之一，是考查重點，學習中要理解掌握其生產流程、原理、反應方程式等內容．