Question

【題目】愛國(guó)實(shí)業(yè)家侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上，發(fā)明了“聯(lián)合制堿法”，簡(jiǎn)單流程如圖。完成下列問題：

（1）在飽和食鹽水中通入X和Y，則X____(填物質(zhì)名稱)

（2）寫出通入X和Y的化學(xué)反應(yīng)方程式_____。

（3）操作Z____(填名稱)，為了得到化肥(NH4Cl)，需要在溶液B中通入NH3、加食鹽，其中通入NH3的作用一____，作用二____。

（4）工業(yè)生產(chǎn)的純堿常會(huì)含少量NaCl雜質(zhì)。現(xiàn)用重量法測(cè)定其純度，步驟如下：①稱取樣品ag，加水溶解；②加入足量的BaCl2溶液；③過(guò)濾、___、烘干、冷卻、稱量、烘干、冷卻、___，最終得到固體bg。樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____(用含a、b的代數(shù)式)

（5）某課外活動(dòng)小組要用NaOH溶液和CO2來(lái)制備Na2CO3固體，他們只有未知濃度的NaOH溶液50毫升和足量的CO2，他們的設(shè)計(jì)方案是：首先_____，然后_____，加熱_____后，再____，最后加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得固體Na2CO3 。

Answer 1

【答案】氨氣 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 過(guò)濾（洗滌） 將NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3 產(chǎn)生的NH4+有利于NH4Cl形成 洗滌 (再)稱量 106b/197a 將50毫升NaOH溶液分成兩等份 向其中的一份中通入過(guò)量的CO2 除去CO2 與另一份NaOH溶液混合

【解析】

（1）二氧化碳在水中的溶解度小，與水反應(yīng)形成不穩(wěn)定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨氣而呈堿性的水中，增加二氧化碳?xì)怏w的吸收；
（2）碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，二氧化碳通入氨化的飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體；
（3）過(guò)濾后得到的物質(zhì)有雜質(zhì)，需要進(jìn)行洗滌；濾液（溶液B）是含有氯化銨、氯化鈉和少量碳酸氫鈉的溶液，通入 NH3，增大NH4+的濃度，使 NH4Cl 更多地析出，使 NaHCO3轉(zhuǎn)化為溶解度更大的Na2CO3，提高析出的NH4Cl；
（4）通過(guò)稱量沉淀碳酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)原子守恒來(lái)計(jì)算樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需洗滌沉淀，除去雜質(zhì)離子，且需干燥，恒重，樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)碳守恒計(jì)算。

（5）不能直接向氫氧化鈉中直接通入CO2，這樣會(huì)生成碳酸氫鈉溶液，但碳酸氫鈉與氫氧化鈉可以反應(yīng)生成碳酸鈉。

聯(lián)合制堿法：以食鹽、氨和二氧化碳為原料來(lái)制取純堿，二氧化碳在水中的溶解度小，與水反應(yīng)形成不穩(wěn)定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨氣而呈堿性的水中，會(huì)使生成的碳酸與氨水發(fā)生反應(yīng)，而增大二氧化碳?xì)怏w的吸收，將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀，X為氨氣，Y為二氧化碳，反應(yīng)為：CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl，經(jīng)過(guò)濾（操作 z）、洗滌得NaHCO3微小晶體（晶體A），再加熱制得純堿產(chǎn)品，其濾液（溶液B）是含有氯化銨和氯化鈉的溶液，從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體，由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大，低溫時(shí)的溶解度則比氯化鈉小，在低溫條件下，向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出，經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。
（1）二氧化碳在水中的溶解度小，與水反應(yīng)形成不穩(wěn)定的碳酸，而把二氧化碳通入溶有氨氣而呈堿性的水中，會(huì)使生成的碳酸與氨水發(fā)生反應(yīng)，而增大二氧化碳?xì)怏w的吸收；
（2）碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，二氧化碳通入氨化的飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體；
（3）①固體、液體分離采用過(guò)濾的方法，沉淀表面有雜質(zhì)，需要進(jìn)行洗滌，所以操作Z可以是洗滌也可以過(guò)濾；②濾液（溶液B）是含有氯化銨、氯化鈉和少量碳酸氫鈉的溶液，通入 NH3，增大NH4+的濃度，使 NH4Cl 更多地析出，使 NaHCO3轉(zhuǎn)化為溶解度更大的Na2CO3，提高析出的NH4Cl；
（4）加入足量的BaCl2溶液，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl，根據(jù)原子守恒，通過(guò)稱量沉淀碳酸鋇的質(zhì)量，來(lái)計(jì)算樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需洗滌沉淀，除去雜質(zhì)離子，且將沉淀冷卻到室溫，恒重操作（再）稱量后最終得到固體b（g）為BaCO3，根據(jù)碳守恒，純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=100%；

（5）不能直接向氫氧化鈉中直接通入CO2，這樣會(huì)生成碳酸氫鈉溶液，但碳酸氫鈉與氫氧化鈉可以反應(yīng)生成碳酸鈉，所以先向溶液中通入二氧化碳?xì)怏w后，在讓其與氫氧化鈉反應(yīng)就可以得到碳酸鈉溶液。