Question

纯碱(Na₂CO₃)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na₂CO₃的流程图。

已知：向饱和食盐水中通入NH₃、CO₂后发生的反应为NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O=NaHCO₃↓＋NH₄Cl。请回答以下问题：

(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等。

精制除杂的步骤顺序是a→        →        →        →b(填字母编号)。

a．粗盐溶解，滤去沉渣

b．加入盐酸调pH

c．加入Ba(OH)₂溶液

d．加入Na₂CO₃溶液

e．过滤

向饱和食盐水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是                                       。

(2)灼烧固体A制Na₂CO₃在        (填字母序号)中进行。

a．坩埚     b．蒸发皿      c．烧杯      d．锥形瓶

证明滤液A中含有NH₄^＋的方法是                                         。

对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH＝13含Na^＋、K^＋的溶液中加入少量NH₄HCO₃使pH降低，反应的离子方程式为                    。

(3)下图装置中常用于实验室制备CO₂的是        (填字母编号)；用b装置制备NH₃，分液漏斗中盛放的试剂是        (填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是        (填试剂名称)。

(4)一种天然碱晶体成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na₂CO₃的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全：

供选择的试剂：1.0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液、1.0 mol·L^－1 BaCl₂溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸馏水

①称取m₁g天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。

②                                                               。

③                                                               。

④计算天然碱晶体中含Na₂CO₃的质量分数。

Answer

(1)c d e NH3易溶于水，有利于吸收溶解更多的CO2

(2)a 取少量滤液A于试管中，加入足量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明A中含有NH4＋ NH4＋＋HCO3－＋2OH－=NH3·H2O＋CO32－＋H2O

(3)bc 浓氨水 生石灰(或NaOH固体或碱石灰)

(4)②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量Ca(OH)2溶液 ③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀

【解析】(1)除杂时要保证不引入新的杂质，即先加入的物质引入的杂质离子能被后加入的物质除去。故除杂步骤为a→c→d→e→b。NH3易溶于水，先通入NH3，再通入CO2，有利于吸收溶解更多的CO2，产生更多的HCO3－。(2)灼烧固体需在坩埚中进行。检验NH4＋是利用NH4＋与碱共热产生NH3，检验出NH3即可。NH4＋、HCO3－均与OH－反应，故加入NH4HCO3，发生反应：

NH4＋＋HCO3－＋2OH－=NH3·H2O＋H2O＋CO32－。(3)实验室制CO2利用CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑，即用“固＋液→气”的装置，选b、c。用b装置制备NH3，则可利用氨水易挥发的性质，把浓氨水滴加到生石灰或固体NaOH等上面。(4)由所给试剂及实验目的可知，所设计的方案是利用天然碱晶体与H＋反应，利用产生CO2的量测定其组成。