Question

某校學(xué)生對買來的工業(yè)固體燒堿的雜質(zhì)成分進行研究．

[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．

[實驗假設(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）．

[實驗設(shè)計]

他們設(shè)計了實驗方案來驗證上述假設(shè)．

請你幫助他們完成實驗報告：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①取樣，加足量的水	固體完全溶解
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　　燒杯中		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實驗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)量分數(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)量分數(shù)為多少？（要有計算過程，保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）

[反思與應(yīng)用]

利用電解水實驗研究水的組成時可以向水中加稀硫酸或氫氧化鈉以增強水的導(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；[實驗假設(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)； [實驗設(shè)計]根據(jù)檢驗碳酸鈉時用酸和澄清石灰水，檢驗氯化鈉用硝酸銀分析現(xiàn)象和結(jié)論，注意實驗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)量分數(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+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； [實驗假設(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； [實驗設(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，因為在第②步中加入硝酸是過量的，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)：解得X=1.06g，根據(jù)：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)：解得Z=40g 則樣品中氯化鈉的質(zhì)量分數(shù)為：=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+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； [實驗假設(shè)]2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O； [實驗設(shè)計] 實驗步驟 實驗現(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．