纯碱是重要的化工原料（一）制备探究：如图是工业生产纯碱的主要流程示意图．查阅资料①粗盐水中含有杂质MgCl2、CaCl2；②常温下，NH3极易溶于水，CO2能溶于水，③NaHCO3加热易分解，

Question

纯碱是重要的化工原料
（一）制备探究：如图是工业生产纯碱的主要流程示意图．


【查阅资料】①粗盐水中含有杂质MgCl₂、CaCl₂；②常温下，NH₃极易溶于水，CO₂能溶于水，③NaHCO₃加热易分解，Na₂CO₃加热不易分解．
（1）写出除去粗盐水中MgCl₂、CaCl₂的化学方程式：___，___．
（2）在工业生产纯碱工艺流程中，先“氨化”后“碳酸化”的目的是___，“碳酸化”时，NaCl、NH₃、CO₂　和H₂O相互作用析出NaHCO₃，写出该反应的化学方程式___．
（3）“碳酸化”后过滤获得的NH₄Cl可用作___肥，也可先___（填“加热”或“冷却”）NH₄Cl溶液，再加入熟石灰获得循环使用的物质是___；
（4）煅烧制得纯碱的化学方程式是___．
（二）成分探究
【提出问题】纯碱样品中含有哪些杂质？
【猜想】猜想一：可能含有NaHCO₃； 猜想二：可能含有NaCl；猜想三：___．
【实验探究】确定纯碱中是否含NaHCO₃．实验装置和主要实验步骤如下：

①称量D、E装置总质量为200.0g，将10.6 0g纯碱试样放入锥形瓶中，按上图组装后打开活塞K₁和K₂，关闭K₃，缓缓鼓入一段时间空气；
②关闭活塞K₁和K₂，打开K₃，加入足量稀硫酸，待锥形瓶中不再产生气泡时，再次打开止水夹K₁，从导管a处再次缓缓鼓入空气；
③一段时间后再次称量装置D、E的总质量为204.84g．
【实验讨论】
（5）加入样品前还应___；
（6）装置A的作用是___，装置C的作用是___；装置E的作用是___；
（7）反应结束后打开止水夹K₁，缓缓鼓入空气的目的是___，装置B中一定发生的化学反应方程式为___装置D中的化学反应方程式为___．
（8）装置B中生成CO₂的质量为___ g．通过计算说明纯碱中___含NaHCO₃（填字母）．
A．一定        B．一定不       C．可能          D．无法确定
计算过程（已知Na₂CO₃相对分子质量为106、NaHCO₃相对分子质量为84）：
（9）另取10.6样品，加入a g 14.6%的盐酸恰好完全反应，再将所得溶液蒸干后得到固体的质量为W，当W的值满足___条件时，样品中含有NaCl．

Answer 1

（1）除去粗盐水中MgCl₂、CaCl₂用的试剂是氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，反应的化学方程式分别为：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl、CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2Na Cl；
（2）在工业生产纯碱工艺流程中，先“氨化”后“碳酸化”的目的是有利于溶液吸收CO₂气体；氯化钠、氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl；
（3）“碳酸化”后过滤获得的NH₄Cl含有氮元素，所以可用作氮肥；氯化铵不稳定受热易分解或遇到碱放出氨气，也可先加热NH₄Cl溶液，再加入熟石灰获得循环使用的物质是NH₃（或氨气）；
（4）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：2NaHCO₃(△.)/()Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【猜想三】纯碱样品中还可能含有NaHCO₃和 NaCl的混合物；
（5）加入样品前还应检查装置气密性；
（6）空气中含有二氧化碳，装置A的作用是除去空气中的二氧化碳；浓硫酸和碱石灰具有吸水性，装置C的作用是除去二氧化碳中的水；装置E的作用是吸收从D中带出的水；
（7）反应结束后打开止水夹K₁，缓缓鼓入空气的目的是将生成的二氧化碳全部送到D中；碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（8）根据D、E增加的质量为二氧化碳的质量，装置B中生成CO₂的质量=204.84g-200.0g=4.84g；
假设10.6g样品全为碳酸钠，生成二氧化碳的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
10.6g                   x
(106)/(10.6g)=(44)/(x)
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠；
（9）根据碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，假设全部是碳酸钠求出增加的质量．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
       73    117
   ag×14.6%    W
(73)/(ag×14.6%)=(117)/(W)
W=0.234ag
所以当W的值满足条件W>0.234ag时，样品中含有NaCl；
故答案为：（1）MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2Na Cl；
（2）有利于溶液吸收CO₂气体；NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl；
（3）氮；加热；NH₃（或氨气）；
（4）2NaHCO₃(△.)/()Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【猜想三】NaHCO₃和 NaCl；
（5）检查装置气密性；
（6）除去空气中的二氧化碳； 除去二氧化碳中的水；吸收从D中带出的水；
（7）将生成的二氧化碳全部送到D中；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（8）4.84； A；
假设10.6g样品全为碳酸钠，生成二氧化碳的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
10.6g                   x
(106)/(10.6g)=(44)/(x)
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠；
（9）W>0.234a