Question

純堿(Na₂CO₃) 在生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途。以下是實(shí)驗(yàn)室模擬制堿原理制取Na₂CO₃的流程圖：

已知：向飽和食鹽水中通入NH₃、CO₂后發(fā)生的反應(yīng)為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）粗鹽中含有的雜質(zhì)離子有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等。
精制除雜的步驟順序a→_______→________→________→b(填字母編號(hào)）。
a．粗鹽溶解，濾去沉渣；
b．加入鹽酸調(diào)pH；
c．加入Ba(OH) ₂溶液；
d．加入Na₂CO₃溶液；
e．過(guò)濾
向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是_____________________。
（2）灼燒固體A制Na₂CO₃應(yīng)在_____（填字母序號(hào)）中進(jìn)行。
a．坩堝　　b．蒸發(fā)皿　　c．燒杯　　d．錐形瓶
證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是　　　　　　　　　　　。對(duì)濾液A進(jìn)行重結(jié)晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反應(yīng)的離子方程式______________________。
（3）下圖裝置中常用于實(shí)驗(yàn)室制備CO₂的是_____(填字母編號(hào)）；用b示意的裝置制備N(xiāo)H₃時(shí)，分液漏斗中盛放的試劑______(填試劑名稱），燒瓶?jī)?nèi)可加入的固體試劑　　　　　（填試劑名稱）。

（4）一種天然堿晶體成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同學(xué)利用下列提供的試劑，設(shè)計(jì)了如下簡(jiǎn)單合理測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)把實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整（儀器自選）：
供選擇的試劑：1．0 mol·L^-1H₂SO₄溶液、1．0 mol·L^-1BaCl₂溶液、稀氨水、堿石灰、Ca(OH) ₂溶液、蒸餾水
①稱取m₁ g一定量天然堿晶體樣品，溶于適量蒸餾水中；
②_________________________________________________________________；
③_________________________________________________________________；
④計(jì)算天然堿晶體中含Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

Answer 1

（1）c　d　e（2分）；NH₃易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂（1分）
（2）　a （1分）　　取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺。（2分）    NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O （2分）
（3）b c　（2分）濃氨水( 1分) 、生石灰（或NaOH固體或堿石灰）( 1分) ；
（4）②加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過(guò)足量的澄清石灰水，（1分）③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀；（2分）　

解析試題分析：（1）本題考查物質(zhì)的分離提純。為保證雜質(zhì)離子除盡，所加試劑要過(guò)量，過(guò)量的離子在后續(xù)操作中必須除去；根據(jù)題給信息知，加入過(guò)量Ba(OH) ₂溶液可除去SO₄^2-和Mg²⁺，加入過(guò)量Na₂CO₃溶液可除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺，過(guò)濾后，加鹽酸能除去過(guò)量的CO₃^2—和OH^—溶液，所以應(yīng)先加Ba（OH）₂溶液再加Na₂CO₃溶液，過(guò)濾，最后加入鹽酸，精制除雜的步驟順序c　d　e；NH₃極易溶于水，有利于吸收溶解度不大的CO₂，所以向飽和食鹽水中先通入NH₃，后通人CO₂；（2）灼燒固體應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，選a；證明濾液A中含有NH₄⁺的方法是取少量濾液A于試管中，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，證明A中含有NH₄⁺；對(duì)濾液A進(jìn)行重結(jié)晶能夠獲得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺、K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃，使pH降低，反應(yīng)的離子方程式 NH₄⁺+HCO₃^－+2OH^－=NH₃·H₂O+CO₃^2-+H₂O；（3）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常選用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取，固體和液體不加熱制氣體，選bc；用b示意的裝置制備N(xiāo)H₃時(shí)，分液漏斗中盛放的試劑為濃氨水，燒瓶?jī)?nèi)可加入的固體試劑生石灰或氫氧化鈉或堿石灰；（4）根據(jù)題給信息知，該實(shí)驗(yàn)的原理為將碳酸根全部轉(zhuǎn)換成二氧化碳，利用二氧化碳和澄清石灰水產(chǎn)生沉淀，通過(guò)沉淀的質(zhì)量求出二氧化碳的物質(zhì)的量、Na₂CO₃的物質(zhì)的量和質(zhì)量，最終求出Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)為②加入足量稀硫酸并微熱，產(chǎn)生的氣體通過(guò)足量的澄清石灰水，③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀。
考點(diǎn)：考查物質(zhì)的分離提純、侯德榜制堿法的原理、氣體的制備及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。