Question

（16分）某校研究性学习小组在实验室中模拟侯氏制碱法制取少量纯碱（见下图），并测定纯碱的纯度。回答下列问题：

Ⅰ．纯碱的制备

（1）若上述两个气体发生装置相同，制取二氧化碳的试剂为大理石和稀盐酸，制取氨气宜选择的试剂为                      。氨气和二氧化碳在通入饱和食盐水时的顺序是（填序号）          。

a.同时通入    

b.先通氨气至饱和再通二氧化碳  

c.先通二氧化碳至饱和再通氨气

（2）他们采用粗盐配制饱和食盐水。粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2—等杂质离子，除去这些杂质离子需要下列试剂：①Na₂CO₃溶液 ②NaOH溶液 ③BaCl₂溶液 ④盐酸。加入这些试剂的顺序可以是（填序号）           。

a. ①③②④       b. ③①④②      c. ②③①④      d. ③②①④

（3）操作1的名称叫             。为洗去碳酸氢钠晶体表面的残留母液，他们用酒精代替水洗，其优点是                                          。

Ⅱ.纯碱纯度的测定（注：只考虑其中因焙烧不充分而含有的碳酸氢钠，忽略其他杂质）

（1）该小组同学设计了如下方案，其中不可行的是（填序号）             。

A、准确称量mg样品，加热至恒重，称量得ng固体。

B、准确称量mg样品，与足量稀硫酸反应，将产生的气体用碱石灰吸收，碱石灰增重ng。

C、准确称量mg样品，与足量氢氧化钡溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量得ng固体。

（2）若方案A可行，加热过程中所需仪器除了酒精灯、三角架、坩埚、坩埚钳外，还需         。

（3）若方案B正确，涉及反应的离子方程式为                                      。

（4）若方案C可行，判断沉淀是否洗净的方法是       。

Answer

(15分，除标注外，每空2分)Ⅰ（1）浓氨水、生石灰或碱石灰；a

（2）cd

（3）过滤（1分） 减少NaHCO3的溶解，便于晶体的干燥(每点1分，合理答案相应计分)

Ⅱ（1）B

（2）玻璃棒、泥三角（对一个计1分）

（3）CO32－ + 2H+＝CO2↑+H2O HCO3－ + H+＝CO2↑+H2O（对一个计1分）

（4）取最后一次洗涤液少许，加入少量MgCl2(aq)（或Na2SO4溶液），若不产生白色沉淀，则洗净 (其他合理答案都给分)

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）若上述两个气体发生装置相同，制取二氧化碳的试剂为大理石和稀盐酸，这说明该装置是固体与液体或液体与液体之间不需要加热制备气体的，则制取氨气宜选择的试剂为浓氨水与生石灰或碱石灰。由于氨气极易溶于水，而CO2难溶于水，则氨气和二氧化碳在通入饱和食盐水时的顺序是先通氨气至饱和再通二氧化碳，答案选b。

（2）Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钠除去，SO42－用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必须放在氯化钡的后面，而氢氧化钠可以随意调整，所以加入这些试剂的顺序可以是②③①④ 或③②①④，答案选cd。

（3）操作1得到碳酸氢钠晶体，因此名称叫过滤。酒精易挥发，且碳酸氢钠在酒精中的溶解度小，所以为洗去碳酸氢钠晶体表面的残留母液，用酒精代替水洗的优点是减少NaHCO3的溶解，便于晶体的干燥。

Ⅱ.（1）A、碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和CO2，所以准确称量mg样品，加热至恒重，称量得ng固体，即ng固体是碳酸钠，则根据碳酸氢钠分解的方程式可以计算碳酸氢钠的质量，进而计算碳酸钠的质量分数，A正确；B、碳酸钠、碳酸氢钠均能与硫酸反应生成硫酸钠、水和CO2，逸出气体用碱石灰吸收，由于生成的CO2中混有水蒸气，则增重ng的质量不是CO2的，所以不能计算碳酸钠的质量分数，B错误；C、碳酸钠、碳酸氢钠均与氢氧化钡反应生成碳酸钡白色沉淀，则准确称量mg样品，与足量氢氧化钡溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量得ng固体，则n g固体是碳酸钡，根据方程式可以计算碳酸钠的质量分数，C正确，答案选B。

（2）若方案A可行，固体加热加热过程中所需仪器除了酒精灯、三角架、坩埚、坩埚钳外，还需玻璃棒、泥三角。

（3）碳酸钠、碳酸氢钠与稀硫酸反应的离子方程式分别为CO32－ + 2H+＝CO2↑+H2O HCO3－ + H+＝CO2↑+H2O。

（4）硫酸钡测定表面有硫酸根和氢氧根，则判断沉淀是否洗净的方法是取最后一次洗涤液少许，加入少量MgCl2(aq)（或Na2SO4溶液），若不产生白色沉淀，则洗净。

考点：考查纯碱制备以及纯碱含量测定的实验设计与探究