Question

某制堿廠以巖鹽水為主要原料生產純堿（碳酸鈉）和其他副產品．
（一）原料巖鹽水主要是含氯化鈉，此外還含有較多硫酸鈉，以及少量氯化鈣和氯化鎂．
上述幾種物質在不同溫度時的溶解度數據如下表：

溫度/℃		0	10	20	30	40
溶 解 度 /g	氯化鈉	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6
	硫酸鈉	4.5	9.6	20.2	40.8	48.4
	氯化鈣	59.5	65.0	74.5	100	116
	氯化鎂	52.9	53.8	54.8	56.0	58.0

（1）10℃時，由100g水配制得到的飽和硫酸鈉溶液中溶質的質量是

 

g；溶質的質量分數是

 

（精確到0.1%）．
（二）巖鹽水初步處理后，經凈化、精制得到生產碳酸鈉所需要的食鹽水，同時制取副產品A晶體，其主要流程如下：

（2）“降溫”的目的是析出副產品“A晶體”，A的化學式是

 

；
（3）“操作I”中的操作是

 

，若在實驗室進行該操作，需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還有

 

．
（4）“鹽水精制Ⅰ”是除去鹽水中的少量氯化鎂，反應的化學方程式是：

 

；
（5）“鹽水精制Ⅱ”是除去鹽水中的其他雜質．反應的化學方程式是：

 

．
（三）將食鹽水制成飽和溶液，先向其中通入足量的氨氣，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶體析出；將晶體轉移出來后，加熱至不再有氣體產生，所得固體即為純堿．
【組成確定】
（6）①稱取一定質量的純堿樣品，經多次充分加熱后，再稱重，質量無變化；②另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．由上述實驗可確定純堿樣品含有雜質

 

（寫化學式）．
【含量測定】
（7）稱取純堿樣品10.8g加入適量水，再加入過量CaCl₂溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱得固體質量為10.0g．請通過計算并結合下表判斷此純堿樣品等級為

 

品．計算過程：

 

．

工業純堿標準：（Na2CO3%≥）
優等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

【總結反思】
（9）某同學認為，在上述純堿含量測定中，將CaCl₂溶液改為BaCl₂溶液，測定誤差會減小，其理由是

 

．

Answer 1

考點：氯化鈉與粗鹽提純,過濾的原理、方法及其應用,鹽的化學性質,純堿的制取,根據化學反應方程式的計算

專題：常見的鹽 化學肥料

分析：（一）根據圖中信息可知，10℃時100g水最多溶解9.6g硫酸鈉，由此計算質量分數；
（二）（2）根據固體的溶解度曲線可以判斷出物質的溶解度隨溫度變化的變化情況，從而確定通過降溫還是蒸發溶劑的方法使溶質從溶液中結晶析出．
（3）分離固液混合物用過濾的操作，根據過濾需要的儀器解答．
（4）根據鎂離子的性質分析，加入氫氧化鈣溶液可以生成氫氧化鎂沉淀除去鎂離子．
（5）根據鈣離子的性質分析，加入碳酸鈉溶液可以和鈣離子反應生成碳酸鈣沉淀而除去鈣離子．書寫方程式關鍵要根據書寫要求進解答；
  （三）
 （6）確定純堿樣品含有的雜質，可用反向思維方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質是什么進行分析；
 （7）利用質量守恒定律計算出二氧化碳的質量，再根據化學方程式計算出碳酸鈉的質量分數，確定其等級；
 （8）從題意知等質量的碳酸鈉與BaCl₂反應產生的沉淀質量大，稱量時的誤差小，能減小實驗誤差來分析．

解答：解：（一）根據圖中信息可知，10℃時100g水最多溶解9.6g硫酸鈉，溶質的質量分數是

9.6g

109.6g

×100%=8.8%；
（二）（2）由于巖鹽水主要含氯化鈉，此外還含有較多硫酸鈉，以及少量氯化鈣和氯化鎂，而且氯化鈉的溶解度受溫度的影響很小，而硫酸鈉的溶解度隨溫度的降低明顯減小，因此降溫時析出的主要是Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄
（3）由于是把析出的晶體和溶液分開，因此應用過濾的方法，故答案為：過濾，漏斗
（4）由于氫氧化鈣溶液能夠和巖鹽水中的氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀，故答案為：Ca（OH）₂+MgCl₂═CaCl₂+Mg（OH）₂↓
（5）由于碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，故答案為：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
（三）
（6）由題意可知，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反應物中一定有氯離子，并且樣品完全溶于水，由此可以推斷純堿樣品含有雜質NaCl，故答案為：NaCl；
（7）設碳酸鈉的質量X　
     Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
　   106         100         　
　    x            0.8g     
　　106：100=x：0.8g
　　x=8.46g
Na2CO3%=

8.46g

10.8g

×100%=98.1%
因：98.1%＜98.8% 
所以此樣品為合格品．
（8）從題意知等質量的碳酸鈉與BaCl₂反應產生的沉淀質量大，稱量時的誤差小，能減小實驗誤差
答案：
（1）①9.6    ②8.8%
（2）Na₂SO₄
（3）過濾    漏斗
（4）Ca（OH）₂+MgCl₂═Mg （OH）₂↓+CaCl₂
（5）Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2 NaCl
（6）NaCl
（7）合格  98.1%
（8）等質量的碳酸鈉與BaCl₂反應產生的沉淀質量大，稱量時的（相對）誤差�。�

點評：此題主要考查了物質的分離操作和除去雜質的方法，要根據物質的性質選擇適當的方法或試劑進行解答，書寫化學方程式時一定要規范．本題難度較大，培養學生對知識的應用和理解的能力；在書寫化學方程式及計算過程一定要規范．