1943年，爱国实业家侯德榜发明了“联合制碱法”，如图是联合制碱法的简单流程：（1）纯碱固体是（填“离子”、“分子”或“原子”）晶体．组成该物质的元素原子的半径从大到小依

Question

1943 年，爱国实业家侯德榜发明了“联合制碱法”，如图是联合制碱法的简单流程：

（1）纯碱固体是___（填“离子”、“分子”或“原子”）晶体．组成该物质的元素原子的半径从大到小依次为___．
（2）写出反应（1）的化学反应方程式___．
（3）操作 X 的名称___．
（4）产品 A 的化学式是___，由溶液 B 得到产品 A，需要在溶液 B 中通入 NH₃、冷冻、加食盐，其中通入 NH₃的作用是___；
（5）工业生产的纯碱常会含少量 NaCl 杂质．现用重量法测定其纯度，步骤如下：
①称取样品 a（g），加水溶解；
②加入足量的 BaCl₂溶液；
③过滤、___、烘干、___、称量．
④___，最终得到固体 b（g）．
补全上述实验步骤；样品中纯碱的质量分数为___（用含 a、b 的代数式表示）．

Answer 1

（1）纯碱是碳酸钠的俗称，是由钠离子和碳酸根离子构成的盐，钠离子、碳酸根离子间存在离子键，属于离子晶体，原子电子层数越多，其原子半径越大，钠原子核外三层电子，碳、氧原子两层电子，所以原子的半径从大到小依次为：Na>C、O，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，所以C>O，所以元素原子的半径从大到小依次为Na>C>O，
故答案为：离子；Na>C>O；
（2）以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，所以发生NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，即反应1：CO₂+H₂O+NaCl+NH₃=NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案为：CO₂+H₂O+NaCl+NH₃=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）反应1：CO₂+H₂O+NaCl+NH₃=NaHCO₃↓+NH₄Cl，从溶液中分离出固体，采用过滤的方法，
故答案为：过滤；
（4）经过滤（操作 X ）、洗涤得NaHCO₃微小晶体（晶体A），从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，在低温条件下，通入氨气，增大NH₄⁺ 的浓度，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，并向滤液中加入细粉状的氯化钠，使 NaHCO₃ 转化为溶解度更大的 Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品，
故答案为：增大NH₄⁺ 的浓度，使NH₄Cl 更多地析出；使 NaHCO₃ 转化为溶解度更大的Na₂CO₃，提高析出的NH₄Cl；
（5）加入足量的 BaCl₂溶液：发生反应：Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，Na₂CO₃～BaCO₃，根据原子守恒，通过称量沉淀碳酸钡的质量，来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，且将沉淀冷却到室温，恒重操作后最终得到固体 b（g）为BaCO₃，根据碳守恒，纯碱的质量分数=(106b)/(197a)×100%，
故答案为：洗涤；冷却；恒重操作； (106b)/(197a)．