Question

某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱（Na2CO3）和其他副产品．（一）有关资料原料岩盐水主要是含NaCl，此

某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱（Na2CO3）和其他副产品．（一）有关资料原料岩盐水主要是含NaCl，此外还含有较多Na2SO4，以及少量CaCl2和MgCl2．上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表： 温度/℃ 0 10 20 30 40 溶解度/g NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 Na2SO4 4.5 9.6 20.2 40.8 48.4 CaCl2 59.5 65.0 74.5 100 116 MgCl2 52.9 53.8 54.8 56.0 58.0（1）10℃时，饱和Na2SO4溶液中溶质的质量分数是______（精确到0.1%）．（二）生产工艺（2）“降温”的目的是析出副产品“A晶体”，A的化学式是______；（3）反应器中的反应为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl．再将NaHCO3晶体转移出来后，加热所得固体即为工业纯碱．在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是______，可重复利用的是______（水除外，只需一种）；（4）在反应器中总是先通氨气，后通二氧化碳，原因是______．（三）工业纯碱中杂质的判断：（5）已知：NH4Cl NH3↑+HCl↑实验步骤：①取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后再称重，发现质量无变化；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）．（四）含量测定（6）称取纯碱样品21.3g于烧杯中，加入适量水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌．先发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑．在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图所示（不考虑CO2的溶解），请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO2的质量______．（7）请通过计算并结合表判断此纯碱样品等级为______品． 工业纯碱标准（Na 2CO3%≥） 优等品 一等品 合格品 99.2 98.8 98.0

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

Answer 1

（1）由表中的数据可知，在10℃时，Na₂SO₄的溶解度是9.6g，饱和Na₂SO₄溶液中溶质的质量分数是：

9.6g

100g+9.6g

×100%=8.8%；
（2）由表中的数据可知，Na₂SO₄的溶解度随温度的升高变化最大，所以在降温时．析出晶体最多的A是Na₂SO₄；
（3）由生产工艺可知，在精制盐水Ⅰ中氢氧化钙与氯化镁反应：MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂，该反应属于复分解反应；反应器中的反应为：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，反应为化合反应．加热碳酸氢钠制取纯碱的化学方程式：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑属于分解反应，所以．没有涉及到的反应是置换反应，由生产工艺可知CO₂、NaCl可以重复使用；
（4）在反应器中总是先通氨气，后通二氧化碳，原因是：因为氨气易溶与水，形成碱性环境便于二氧化碳溶解；
（5）由向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．可确定纯碱样品含有杂质NaCl；
（6）根据据图甲可以看出，当加入盐酸的量为50g时开始产生二氧化碳，当加入盐酸的量为100g时不再生成二氧化碳，设产生二氧化碳的质量为x，则有
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
       36.5         44
      50g×14.6%    x
   36.5：50g×14.6%=44：x               
解得，x=8.8g
（7）根据题意可以看出，与碳酸钠反应的盐酸共有100g，设碳酸钠的质量为y，则有
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73
y     100g×14.6%
106：y=73：100g×14.6%
解得，y=21.2g，
所以该样品中纯碱的质量分数为：

21.2g

21.3g

×100%=99.5%＞99.28%，属于优等品
故答为：（1）8.8%；（2）Na₂SO₄；（3）置换反应，CO₂（或NaCl）；（4）氨气易溶与水，形成碱性环境便于二氧化碳溶解；（5）NaCl；（6）8.8g；（7）优等．

Answer 2

依题意解答如下图所示：