Question

（2013?丹徒區(qū)模擬）某校學(xué)生對買來的工業(yè)固體燒堿的雜質(zhì)成分進(jìn)行研究．
[查閱資料]
①在化工生產(chǎn)中，原料往往不能全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品．
②在工業(yè)上用食鹽和水配成飽和食鹽水，通過電解（通電）制得燒堿溶液，再將溶液濃縮即可得到固體燒堿，通電過程中還可得到氫氣和氯氣（C1₂）．工業(yè)上用電解飽和食鹽水制燒堿的化學(xué)方程式為．
[實(shí)驗(yàn)假設(shè)]
該工業(yè)固體燒堿中可能含有氯化鈉、碳酸鈉，導(dǎo)致該工業(yè)固體燒堿中含有碳酸鈉雜質(zhì)的原因可能是（用化學(xué)方程式回答）．
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計]
他們設(shè)計了實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證上述假設(shè)．
請你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報告：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取樣，加足量的水	固體完全溶解	沒有不溶性雜質(zhì)
②用試管取上述試液，加入過量，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞；將導(dǎo)管的另一端插入盛有 澄清石灰水的 燒杯中	澄清石灰水變渾濁	原固體混合物中含有
③再向試管中加入	有白色沉淀生成	原固體燒堿中含有

[產(chǎn)品分析]
取該工業(yè)固體燒堿樣品46.91克（只含兩種雜質(zhì)）加人足量蒸餾水，向所得溶液中先滴加2-3滴；再滴加7.3%的稀鹽酸至溶液顏色恰好由紅色變?yōu)闊o色，共用去稀鹽酸510克．
①實(shí)驗(yàn)過程中開始滴加稀鹽酸無氣泡出現(xiàn)的原因是．
②欲測定樣品中所含各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則除以上數(shù)據(jù)外還需測定出反應(yīng)過程中產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，若二氧化碳的質(zhì)量為0.44克，則樣品中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（要有計算過程，保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）
[反思與應(yīng)用]
利用電解水實(shí)驗(yàn)研究水的組成時可以向水中加稀硫酸或氫氧化鈉以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，能否向水中加該工業(yè)固體燒堿樣品？（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析：[查閱資料]根據(jù)反應(yīng)物和生成物按照質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式；[實(shí)驗(yàn)假設(shè)]根據(jù)氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)，而使氫氧化鈉溶液變質(zhì)；
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計]根據(jù)檢驗(yàn)碳酸鈉時用酸和澄清石灰水，檢驗(yàn)氯化鈉用硝酸銀分析現(xiàn)象和結(jié)論，注意實(shí)驗(yàn)中要排除其他離子的干擾；
[產(chǎn)品分析]加入的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)考慮；根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，根據(jù)與氫氧化鈉反應(yīng)消耗的氯化氫的質(zhì)量，計算出氫氧化鈉的質(zhì)量，再用樣品的總質(zhì)量減去氫氧化鈉的質(zhì)量，減去碳酸鈉的質(zhì)量就是氯化鈉的質(zhì)量，再算出氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
[反思與應(yīng)用]根據(jù)電解飽和食鹽水制燒堿的同時生成了氫氣和氯氣考慮．

解答：解：[查閱資料]根據(jù)題干提供的信息和質(zhì)量守恒定律，工業(yè)上用電解飽和食鹽水制燒堿的反應(yīng)物有：氯化鈉和水，生成物有：氫氧化鈉、氫氣、氯氣，用觀察法配平，所以化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
[實(shí)驗(yàn)假設(shè)]氫氧化鈉變質(zhì)是由于氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，用觀察法配平即可，所以方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計]①取樣，加足量的水，固體全部溶解，說明沒有不溶性雜質(zhì)；②用試管取上述試液，加入過量硝酸，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞；將導(dǎo)管的另一端插入盛有澄清石灰水的燒杯內(nèi)，如果澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，說明樣品中含有碳酸鈉；③再向試管中加入硝酸銀溶液，如果有白色沉淀產(chǎn)生，因?yàn)樵诘冖诓街屑尤胂跛崾沁^量的，所以該白色沉淀是不溶于硝酸的，不溶于硝酸的白色沉淀有硫酸鋇和氯化銀，由燒堿的成分可知只能生成氯化銀沉淀，說明燒堿樣品中含有氯離子，即含有氯化鈉；
[產(chǎn)品分析]
①加入的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)，所以反應(yīng)開始沒有氣泡產(chǎn)生；
②設(shè)生成0.44g二氧化碳需要參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為X，需要參加反應(yīng)的氯化氫的質(zhì)量為Y則：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73             44
X       Y             0.44g
根據(jù)：

106

44

=

X

0.44g

解得X=1.06g，根據(jù)：

73

44

=

Y

0.44g

解得Y=0.73g，與氫氧化鈉反應(yīng)消耗氯化氫的質(zhì)量為：510g×7.3%-0.73g=36.5g，設(shè)與36.5g氯化氫反應(yīng)消耗氫氧化鈉質(zhì)量為Z則：
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40   36.5
Z     36.5g
根據(jù)：

40

36.5

=

Z

36.5g

解得Z=40g
則樣品中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

46.91g-40g-1.06g

46.91g

×100%=12.47%．
[反思與應(yīng)用]電解飽和食鹽水制燒堿的同時生成了氫氣和氯氣，所以會影響電解水得到氫氣和氧氣體積的測定，所以不能加該工業(yè)固體燒堿樣品．
故答案為：
[查閱資料]2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
[實(shí)驗(yàn)假設(shè)]2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計]

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論或化學(xué)方程式
1．取樣，加足量的水，	固體完全溶解	沒有不溶性雜質(zhì)
2．用試管取上述試液，加入過量稀硝酸，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞；將導(dǎo)管的另一端插入 澄清石灰水中．	澄清石灰水變渾濁．	證明原固體燒堿中含有碳酸鈉
3．向試管中再加入 硝酸銀溶液．	有 白色沉淀生成．	說明燒堿樣品中含有氯化鈉

[產(chǎn)品分析]①加入的鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，再與碳酸鈉反應(yīng)，所以反應(yīng)開始沒有氣泡產(chǎn)生；②12.47%；[反思與應(yīng)用]不能．

點(diǎn)評：通過本題的練習(xí)，主要考查了氯離子、碳酸根離子的鑒別，要掌握常見離子的檢驗(yàn)方法．