纯碱(Na2CO3) 在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图:已知:向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl
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纯碱(Na2CO3) 在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图:
已知:向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl。请回答以下问题: (1)粗盐中含有的杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO42-等。 精制除杂的步骤顺序a→_______→________→________→b(填字母编号)。 a.粗盐溶解,滤去沉渣; b.加入盐酸调pH; c.加入Ba(OH) 2溶液; d.加入Na2CO3溶液; e.过滤 向饱和食盐水中先通入NH3,后通入CO2,理由是_____________________。 (2)灼烧固体A制Na2CO3应在_____(填字母序号)中进行。 a.坩埚 b.蒸发皿 c.烧杯 d.锥形瓶 证明滤液A中含有NH4+的方法是 。对滤液A进行重结晶能够获得NH4HCO3,向pH=13含Na+、K+的溶液中加入少量NH4HCO3,使pH降低,反应的离子方程式______________________。 (3)下图装置中常用于实验室制备CO2的是_____(填字母编号);用b示意的装置制备NH3时,分液漏斗中盛放的试剂______(填试剂名称),烧瓶内可加入的固体试剂 (填试剂名称)。
(4)一种天然碱晶体成分是aNa2CO3·bNa2SO4·cH2O,某同学利用下列提供的试剂,设计了如下简单合理测定Na2CO3的质量分数的实验方案。请把实验方案补充完整(仪器自选): 供选择的试剂:1.0 mol·L-1H2SO4溶液、1.0 mol·L-1BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH) 2溶液、蒸馏水 ①称取m1 g一定量天然碱晶体样品,溶于适量蒸馏水中; ②_________________________________________________________________; ③_________________________________________________________________; ④计算天然碱晶体中含Na2CO3的质量分数。 |
答案
(1)c d e(2分);NH3易溶于水,有利于吸收溶解度不大的CO2(1分) (2) a (1分) 取少量滤液A于试管中,加入足量NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,证明A中含有NH4+。(2分) NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O (2分) (3)b c (2分)浓氨水( 1分) 、生石灰(或NaOH固体或碱石灰)( 1分) ; (4)②加入足量稀硫酸并微热,产生的气体通过足量的澄清石灰水,(1分)③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀;(2分) |
解析
试题分析:(1)本题考查物质的分离提纯。为保证杂质离子除尽,所加试剂要过量,过量的离子在后续操作中必须除去;根据题给信息知,加入过量Ba(OH) 2溶液可除去SO42-和Mg2+,加入过量Na2CO3溶液可除去Ca2+和过量的Ba2+,过滤后,加盐酸能除去过量的CO32—和OH—溶液,所以应先加Ba(OH)2溶液再加Na2CO3溶液,过滤,最后加入盐酸,精制除杂的步骤顺序c d e;NH3极易溶于水,有利于吸收溶解度不大的CO2,所以向饱和食盐水中先通入NH3,后通人CO2;(2)灼烧固体应在坩埚中进行,选a;证明滤液A中含有NH4+的方法是取少量滤液A于试管中,加入足量NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,证明A中含有NH4+;对滤液A进行重结晶能够获得NH4HCO3,向pH=13含Na+、K+的溶液中加入少量NH4HCO3,使pH降低,反应的离子方程式 NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O;(3)实验室制取二氧化碳常选用大理石和稀盐酸反应制取,固体和液体不加热制气体,选bc;用b示意的装置制备NH3时,分液漏斗中盛放的试剂为浓氨水,烧瓶内可加入的固体试剂生石灰或氢氧化钠或碱石灰;(4)根据题给信息知,该实验的原理为将碳酸根全部转换成二氧化碳,利用二氧化碳和澄清石灰水产生沉淀,通过沉淀的质量求出二氧化碳的物质的量、Na2CO3的物质的量和质量,最终求出Na2CO3的质量分数,所以补充的实验步骤应为②加入足量稀硫酸并微热,产生的气体通过足量的澄清石灰水,③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。 |
举一反三
向盛有少量过氧化钠固体的试管中滴加水,直到气体不再放出,加水稀释,取少量所得溶液,加入少量二氧化锰,又有气体放出,待气体不再放出后,再滴加酚酞,溶液变红。下列猜测不合理的是 A.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气 | B.过氧化钠和水反应的产物是过氧化氢和氧气 | C.过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气和水 | D.过氧化钠跟水反应生成氢氧化钠和过氧化氢 |
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美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,有关说法不正确的是 ( )。A.原子半径:Na>Al | B.若把铝钠合金投入一定量的水中只得到无色溶液,则n(Al)≤n(Na) | C.m g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,若放出H2越多,则铝的质量分数越小 | D.铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中,肯定有氢氧化铜沉淀生成 |
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下列说法正确的是( )A.金属钠在空气中燃烧的火焰呈黄色,是因为生成的Na2O2为淡黄色固体 | B.铁丝在Cl2中燃烧有红棕色的烟,是因为生成的FeCl3为红棕色固体 | C.过量的铁加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液,溶液呈红色,说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ | D.取少量溶液X,向其中加入适量新制的氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+ |
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为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2与Na2O2的反应,甲同学设计了如图所示的实验装置,回答下列问题:
(1)移开棉花,将带火星的木条放在C试管口,未见木条复燃,甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式 。 (2)乙同学认为无论反应原理如何,最终都有O2产生,乙同学的理由是 。按照乙同学的观点,该装置需做的改进是 。 (3)假设Na2O2完全反应,反应后B装置中固体生成物可能是:①Na2SO3;②Na2SO4;③Na2SO3和Na2SO4。 请设计实验方案检验,写出实验步骤以及预期现象和结论,完成下表: 限选试剂:2 mol·L-1 HCl溶液,1 mol·L-1 HNO3溶液,1 mol·L-1 BaCl溶液,1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液,0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液。
实验步骤
| 预期现象和结论
| 步骤1:取B中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水,溶解,然后取少量待测液分别置于Ⅰ、Ⅱ试管中
| 固体完全溶解
| 步骤2:往Ⅰ试管中加入 ,再滴加
| ,
| 则证明生成物中含Na2SO4
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| 步骤3:往Ⅱ试管中
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| 若 ,
| 则证明生成物中有Na2SO3;若
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| 则说明生成物中没有Na2SO3。
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| (4)生成物中亚硫酸钠含量的测定: ①取a g生成物配制成100 mL溶液,取10.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.010 0 mol·L-1碘水进行滴定,滴定终点现象为 。记录数据,重复滴定2次,平均消耗碘水20.00 mL。 ②计算:生成物中亚硫酸钠的质量分数为 。 |
海水是一种丰富的资源,工业上从海水中可提取许多种物质,广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
回答下列问题: (1)流程图中操作a的名称为 。 (2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱。 ①已知气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是 (填化学式)。 ②灼烧晶体C的反应方程式为 。 ③滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质,工业上是向滤液D中通入NH3,并加入细小食盐颗粒,冷却后,可析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体,则通入NH3的作用是 。 (3)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。 ① 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是: 。 ② 通过操作b获得无水MgCl2是在 氛围中进行,若直接在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式: 。 |
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