Question

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃、还含有少量NaCl，其它杂质不计）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。

【粗产品制备】

（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为          ▲         。

（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品。

【粗产品成分分析】

（1）取适量粗产品溶于水，加入Ba(NO₃)₂溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为  ▲  ，该粗产品中一定不含有   ▲    ，理由是      ▲     。

（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。

【粗产品含量测定】

Na₂CO₃含量的测定：

（1）该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置。取20.0g粗产品，进行实验。

【说明】①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。

②E装置中的饱和NaHCO₃溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生

的反应为：NaHCO₃ + HCl ＝ NaCl + CO₂ ↑ + H₂O。

（2）操作步骤

①连接好装置，检查气密性；

②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；

③称量G的质量；

④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；

⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；

⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为4.8g。

（3）问题探究

①F中的试剂应为   ▲    。

②B装置的作用是       ▲        ，H装置的作用是      ▲        。

③若没有H装置，则测定的Na₂CO₃的质量分数会  ▲  （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。

事实上20.0 g粗产品只能产生4.4 g CO₂ 。请你仔细分析上述实验，解释实验值4.8g比正确值4.4 g偏大的原因（假设操作均正确）  ▲  。

（4）数据计算

根据正确值4.4 g可求得粗产品中Na₂CO₃的质量分数为   ▲    %。

NaOH含量的测定：

该小组同学又另取20.0g粗产品，逐滴加入20％的盐酸至恰好完全反应时，消耗盐酸的质量为73 g，放出CO₂ 4.4 g（不考虑二氧化碳气体的溶解）。求原粗产品中NaOH的质量分数。（写出计算过程）

Answer

【粗产品制备】

Na2CO3 + Ca(OH)2 ＝CaCO3↓+ 2NaOH （1分）

【粗产品成分分析】

（1）Na2CO3+ Ba(NO3)2＝ BaCO3↓+2NaNO3 （1分）    

Ca(OH)2 （1分） 

 Ca(OH)2和Na2CO3能发生化学反应，在溶液中不能共存（1分）

【粗产品含量测定】

Na2CO3含量的测定：

浓硫酸（1分） 

除去空气中的二氧化碳（1分）

防止空气中的二氧化碳和水蒸气被G中碱石灰吸收（1分）  

偏大（1分） 

装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO3反应又产生了二氧化碳（1分）

53（1分）

NaOH含量的测定：

【解析】

（1）设与粗产品中碳酸钠反应消耗的盐酸溶液中含氯化氢的质量为x。

   Na2CO3 + 2HCl  ＝ 2NaCl+ H2O+CO2↑

            73                 44

            x                  4.4g

73∶ 44 =  x∶4.4g    x=7.3g …………………1分

（2）73g20％盐酸溶液中含氯化氢的质量为：73g×20％=14.6g  ……1分

与粗产品中氢氧化钠反应消耗的盐酸溶液中含氯化氢的质量为：14.6g－7.3g=7.3g

设粗产品中含氢氧化钠的质量为y。

 NaOH + HCl ＝ NaCl + H2O

   40   36.5

   y    7.3g

40∶ 36.5 =  y∶7.3g       y=8g   …………………1分

粗产品中含氢氧化钠的质量分数为：8g/20g×100%=40.0%  ………………1分

答：粗产品中含氢氧化钠的质量分数为40.0%。

【解析】略