题目

题型：不详难度：来源：

（14分）某校化学兴趣小组欲对食盐的用途进行探究，获得以下信息并对相关问题进行研究。
一、用途之一：作调味品。
食盐的主要成份是NaCl， 通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等，可以蒸发除去水分得到粗盐．粗盐中含有难溶性杂质（泥沙等）和多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙等）．
[提出问题]如何才能将粗盐中难溶性杂质和可溶性杂质（氯化镁、氯化钙）除去，从而获得较纯的食盐晶体？
[资料准备]

20℃时，一些物质的溶解度
	OH-	CO32-
Na+	溶	溶
Ca2+	微	不
Mg2+	不	微

[实验方案]某同学为了提纯粗盐，设计了如下实验方案并进行实验．
[交流与表达]
（1）实验操作X的名称是   ，该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和    。
（2）实验步骤③的主要目的是              （用化学方程式回答）；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是                 。
（3）有同学认为原实验方案不完善，做出这种评价的依据是                。
二、用途之二：制备氯气。
工业上用电解饱和食盐水来制备氯气，可以得到多种化工产品，除氯气（Cl₂）外，还生成密度最小的气体，向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液，溶液变红，请写出发生反应的化学方程式           。
三、用途之三：工业制碱。
某厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl。
【相关资料】
⑴ NH₄Cl△NH₃↑+HCl↑
⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【生产原理】是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反应的化学方程式为：         ；分离出NaHCO₃，加热制得纯碱。
【生产流程】如下

【问题讨论】：
（1）反应③中得到纯碱的化学方程式为：                     。
（2）检验气体C的方法                   。
（3）在反应②中，先通   气体，目的是                   。
【组成确定】
（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；
（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质     （写化学式）。
【含量测定】
称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl₂溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算判断此纯碱样品的纯度为     。（保留一位小数）
【总结反思】
某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，测定误差会减小，其理由是     。

答案

一、（1）过滤 ； 漏斗 ；（2）MgCl₂+2NaOH====Mg(OH)₂↓+2NaCl ；  不再继续产生沉淀；
（3）在除去MgCl₂和CaCl₂的同时，又引入了新的杂质NaOH和Na₂CO₃（或在除去Ca²⁺和Mg²⁺的同时又引入了新的杂质离子OH^—和CO₃^2—）；二、2NaCl+2H₂O通电2NaOH+H₂↑+Cl₂↑； 三、NH₃+ CO₂+NaCl+H₂O====NaHCO₃↓+NH₄Cl；（1）2NaHCO₃△Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑ ；（2）将气体C通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊；（3）NH_3  ； 增大产量（其它意思相近的表述，也可得分，如增大CO₂的溶解量）   NaCl ；98.1%； 等质量的碳酸钠与BaCl₂反应产生的沉淀质量大，称量时的（相对）误差小（1分，其他意思相近的表述，也可得分）

解析

试题分析：一、（1）经实验操作X得到沉淀和溶液，是将不溶性物质与液体分开，是过滤操作；该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗（制作过滤器）；（2）依据粗盐成分及资料准备可知，氢氧化镁不溶于水，故实验步骤③的主要目的是除去氯化镁：氯化镁与氢氧化钠发生复分解反应，生成氢氧化镁沉淀和氯化钠；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是向溶液A中继续加入氢氧化钠，不再产生沉淀；（3）因为在除去MgCl₂和CaCl₂的同时，加入了过量的NaOH和Na₂CO₃，又引入了新杂质；
二、依据题意和质量守恒定律可得：电解饱和食盐水时，生成氯气、氢气（密度最小的气体）和氢氧化钠（向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液，溶液变红，则溶液显碱性），故反应物有氯化钠和水，反应条件为通电；
三、依据题意和质量守恒定律（化学变化前后元素种类不变）可得：反应物为NH₃、 CO₂、NaCl、H₂O，生成物为NaHCO₃和NH₄Cl，使溶解度小的表现为沉淀，使复分解反应能够发生；
【问题讨论】（1）反应③中得到纯碱的反应为：NaHCO₃受热分解得到碳酸钠、水、二氧化碳；（2）气体C为二氧化碳检验方法为：通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊；（3）在反应②中，先通氨气，目的是使溶液显碱性，吸收更多的二氧化碳，增加产量；
【组成确定】（2）加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，说明溶液中含有氯离子，可确定纯碱样品含有杂质NaCl；
【含量测定】纯碱样品10.8g与过量CaCl₂溶液完全反应，已知沉淀为10.0g，由Na₂CO₃与CaCl₂生成碳酸钙沉淀和氯化钠化学方程式即可计算出纯碱样品中Na₂CO₃的质量，进而求得其纯度.
【总结反思】
在纯碱含量测定中，若将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，等质量的碳酸钠与BaCl₂反应产生的沉淀质量大，称量时的（相对）误差小（1分，其他意思相近的表述，也可得分）