Question

我国制碱工业先驱——侯德榜先生发明了“侯氏制碱法”，其主要的化学原理如下：；

工业上以半水煤气（主要成分是N₂、H₂、CO、CO₂和H₂O）、食盐等为原料制取纯碱的流程见图1。

（1）X的化学式为___________，流程中循环利用的物质有H₂O和____________。

（2）实验室从混合气体H₂、N₂、CO₂中分离出CO₂的实验装置如图2所示。打开k₁，关闭k₂时，吸收CO₂；打开k₂，关闭k₁时，产生CO₂，则广口瓶和分液漏斗中盛放的药品分别是（用化学式表示其溶质）_____________、____________。

（3）将Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物10g充分加热，将生成的气体用浓硫酸充分干燥后，再用澄清石灰水除去剩余气体，至固体混合物的质量不再改变时，称得澄清石灰水的装置增重2.2g。则原混合物中Na₂CO₃的质量分数是______。

Answer

NH4Cl CO2 NaOH HCl 84%

【解析】

（1）由反应的化学方程式可知，反应前出现了1个钠原子、1个氯原子、5个氢原子、3个氧原子、1个氮原子和1个碳原子，反应后出现了1个钠原子、1个氢原子、1个碳原子和3个氧原子，根据质量守恒定律可知，尚缺的1个氮原子、4个氢原子和1个氯原子存在于X中，所以X的化学式为NH4Cl，故填NH4Cl；

由流程图可知，反应中有二氧化碳参加反应，反应后又生成二氧化碳，所以流程中可循环利用的物质除H2O外，还有二氧化碳，其化学式为CO2，故填CO2。

（2）在化学上吸收二氧化碳常选用氢氧化钠溶液，即广口瓶中盛放的溶液是氢氧化钠溶液，溶质氢氧化钠的化学式为NaOH，故填NaOH；

氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，而稀盐酸能与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，将二氧化碳重新释放出来，所以分液漏斗中盛放的溶液是稀盐酸，其中溶质的化学式为HCl，故填HCl。

（3）【解析】
由题意可知，澄清石灰水的装置增重的2.2g就是碳酸氢钠反应生成二氧化碳的质量

设混合物中碳酸氢钠的质量为x

168：44=x：2.2g x=8.4g

原混合物中Na2CO3的质量分数是 ×100%=84%

答：原混合物中Na2CO3的质量分数是84%。