Question

【題目】工業制純堿，是向飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳，獲得碳酸氫鈉晶體，它的反應原理可用下列化學方程式表示：

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3①

NH4HCO3+NaCl（飽和）=NaHCO3↓+NH4Cl②

將所得碳酸氫鈉晶體加熱分解后即可得到純堿。請回答：

（1）工業所制純堿中常含有少量的氯化鈉雜質，其原因___________________________；

（2）現有甲、乙、丙三個小組的學生，欲測定某工業純堿樣品中Na2CO3的質量分數，分別設計并完成實驗如下。

甲組：取10.00g樣品，利用下圖所示裝置，測出反應后裝置C中堿石灰的增重為3.52g。

乙組：取10.00g樣品,配成1000mL溶液,用堿式滴定管量取25.00mL放入錐形瓶中，加入甲基橙作指示劑，用0.150mol·L－1的標準鹽酸溶液滴定至終點（有關反應為Na2CO3+2HCl=2CaCl2+H2O+CO2↑）。完成三次實驗后，消耗鹽酸體積的平均值為30.00mL。

丙組：取10.00g樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出，加熱蒸發所得物并在干燥器中冷卻至室溫后稱量。反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質量幾乎不變為止，此時所得固體的質量為10.99g。

請分析、計算后填表：

分析與 計算 分組	計算樣品中碳酸鈉 的質量分數	對實驗結果 的評價	實驗失敗的主要原因 及對結果的影響
甲組	_______________	失敗	____________
乙組	____________	成功
丙組	______________	成功

Answer 1

【答案】在飽和氯化鈉溶液中通入氨氣和二氧化碳，反應了部分的水，從而有部分氯化鈉晶體析出 84.8% 反應生成的CO2部分殘留在瓶A中，沒有被完全吸收，結果偏小 95.4% 99.6%

【解析】

(1)根據碳酸氫鈉的生產過程來分析解答；

(2)根據碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳這一方程式反應前后質量變化來分析計算。

(1)因為NH4HCO3+NaCl(飽和)=NaHCO3↓+NH4Cl，所以生成的碳酸氫鈉表面會沾有部分氯化鈉，在加熱碳酸氫鈉的過程中，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉，而氯化鈉不分解，故答案為：在飽和氯化鈉溶液中通入氨氣和二氧化碳，有部分水發生了反應，從而有部分氯化鈉晶體析出；

(2)甲組：設甲組生成3.52g二氧化碳需要碳酸鈉的質量為x

Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O

106 44

x 3.52g

＝，解得：x=8.48g，樣品中碳酸鈉的質量分數為×100%=84.8%；

此實驗中部分二氧化碳存在于裝置內，沒有被C裝置內的堿石灰所吸收，因此實驗失敗，故答案為：84.8%；部分二氧化碳存在于裝置內，沒有被C裝置內的堿石灰完全吸收，造成測量結果偏小；

乙組：取10.00g樣品，配成1000mL溶液，用堿式滴定管量取25.00mL放入錐形瓶中，加入甲基橙作指示劑，用0.150mol·L－1的標準鹽酸溶液滴定至終點(有關反應為Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)。完成三次實驗后，消耗鹽酸體積的平均值為30.00mL。樣品中碳酸鈉的物質的量=0.150mol·L－1×0.03L××=0.09mol，樣品中碳酸鈉的質量分數為×100%=95.4%，故答案為：95.4%；

丙組：取10.00g樣品，向其中加入過量的鹽酸，直至樣品中無氣泡冒出，加熱蒸發所得物并在干燥器中冷卻至室溫后稱量。反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體質量幾乎不變為止，此時所得固體的質量為10.99g．設碳酸鈉的質量為y，

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

106 117

y 10.99g

＝，解得：y≈9.96g則碳酸鈉樣品中，碳酸鈉的質量分數為×100%=99.6%，故答案為：99.6%。