1.概述
碳酸钠又名苏打,工业上叫纯碱。用途广泛。工业上的联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入氯化钠溶液中,先生成碳酸氢钠,再在高温下灼烧,转化为碳酸钠(干态NaHCO3,在270℃的分解),反应式如下:
NH3+CO2+H2O+NaCl—→NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O
在上述第一个反应中,实质上是碳酸氢铵与氯化钠在水溶液中的复分解反应,因此可直接用碳酸氢铵与氯化钠作用制取碳酸氢钠:
NH4HCO3+NaCl—→NaHCO3↓+NH4Cl
2.实验目的
(1)学习利用盐类溶解度的差异,通过复分解反应制取化合物的方法。
(2)巩固天平称量、滴定等操作。
3.实验步骤
(1)化盐与精制
往150mL烧杯中加50mL24%的粗食盐水溶液。用2mol·L-1NaOH和等体积的1mol· L-1Na2CO3溶液组成的混合溶液调至pH为11左右,然后加热至沸,吸滤,分离沉淀。滤液用6mol·L-1HCl溶液调节pH≈7。
[1]“镁试剂”为对硝基偶氮间苯二酚,在酸性溶液中为黄色;在碱性溶液中呈红色或紫色,但被Mg(OH)2沉淀吸附后为天蓝色,故可依此检验Mg2+存在与否。
(2)制取NaHCO3
将盛有滤液的烧杯放在水浴上加热,控制溶液温度在30~35℃。在不断搅拌的情况下,分多次把21g研细的碳酸氢铵加入滤液中。然后,继续保温,搅拌30min,使反应充分进行。静置,抽滤,得到NaHCO3晶体。用少量水洗涤两次(除去粘附的铵盐),再抽干,称量。母液回收。
(3)制取Na2CO3
将抽干的NaHCO3放在蒸发皿中,在煤气灯上灼烧2h,即得Na2CO3。冷却后,称量。
4.纯度1检验
在分析天平上准确称取两份0.25g产品,分别加入两个250mL锥形瓶中,将每份产品用100mL去离子水溶液,然后加入2滴酚酞指示剂,用盐酸标准溶液滴定至溶液由红色变到近无色、记下所用盐酸的体积。该滴定中的滴定反应是:
所以产品Na2CO3质量分数ω(a2CO3)%按下式计算:
式中:c(HCl)和V(HCl)分别为盐酸标准溶液的浓度和消耗的体积,单位分别为mol·L-1和L;M(Na2CO3)为Na2CO3的摩尔质量,单位为g·mol-1