Question

【題目】純堿是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中一種非常重要的化工原料。

反應(yīng)原理：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，

2NaHCO3══Na2CO3++H2O +CO2↑

已知：常溫下氨氣極易溶于水，1體積水大約可以溶解700體積的氨氣；二氧化碳可溶于水，1體積水大約可以溶解1體積二氧化碳。

某課外活動小組模擬工業(yè)流程來制備純堿，實驗裝置、所需實驗藥品和裝置如圖所示：

實驗步驟：

（1）搭好裝置并________________。

（2）中間的燒瓶中加入20mL飽和食鹽水，并將其浸入冰水中； D中加入足量生石灰固體，E中加入足量濃氨水，利用該方法制取氨氣的原理是_________________________（寫一點即可），根據(jù)該原理，生石灰也可以用_________固體代替；B中加入足量碳酸鈣粉末，A中加入足量稀硫酸于（可分多次加入），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________，選擇用稀硫酸而不用稀鹽酸的理由是___________________________。

（3）制備NaHCO3：先打開彈簧夾________（填K1或K2），使對應(yīng)一側(cè)燒瓶中生成的氣體進入飽和食鹽水，大約20分鐘左右時，再打開另一個彈簧夾，使其一側(cè)的燒瓶中生成的氣體進入飽和食鹽水，大約5分鐘即有渾濁出現(xiàn)，約15分鐘出現(xiàn)大量白色固體。這種氣體通入先后順序的目的是_____________________________。

在該實驗過程中，中間的燒瓶浸入冰水中的目的：___________________________。

（4）制備純堿：欲得到純堿，上述實驗結(jié)束后，將固體過濾、洗滌后，還需進行的操作是_____；若將制得的純堿放入足量的稀硫酸中，并將生成的氣體全部通入氫氧化鈉溶液中，溶液質(zhì)量增加0.88g，則步驟（3）中制得的NaHCO3的質(zhì)量是多少？（寫出計算過程）_______

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 氧化鈣與水反應(yīng) ，減少了溶劑，使氨氣逸出；氧化鈣與水反應(yīng)放熱，促使氨氣逸出；增大了溶液中OH- 的濃度，促進氨水分解，使氨氣逸出。（寫出一點即可） 氫氧化鈉（NaOH） CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2 ↑ 鹽酸具有揮發(fā)性，會使二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純 K2 二氧化碳的溶解度不大，先通氨氣可以形成堿性溶液，促進二氧化碳的溶解，提高原料的利用率和產(chǎn)率 降低碳酸氫鈉的溶解度、增大氣體的溶解度，提高產(chǎn)率（一點即可） 灼燒或加熱 3.36g

【解析】（1）模擬工業(yè)制備純堿：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，圖中裝置A、B制取二氧化碳，裝置D、E制取氨氣，中間的燒瓶兩種氣體和氯化鈉反應(yīng)都需要不漏氣，所以儀器按上圖組裝好后，首先應(yīng)該進行的操作是檢驗裝置氣密性；

（2）當濃氨水滴到生石灰上時，氧化鈣與水反應(yīng) ，減少了溶劑，使氨氣逸出；氧化鈣與水反應(yīng)放熱，促使氨氣逸出；增大了溶液中OH- 的濃度，促進氨水分解，使氨氣逸出。根據(jù)上面的原理，生石灰也可以用氫氧化鈉固體代替，碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑；由于鹽酸具有揮發(fā)性，會使二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純，所以不能用稀鹽酸代替稀硫酸；

（3）二氧化碳的溶解度不大，先通氨氣可以形成堿性溶液，促進二氧化碳的溶解，提高原料的利用率和產(chǎn)率，所以先打開K2，通入氨氣，由于氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，碳酸氫鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，所以為了降低碳酸氫鈉的溶解度、增大氣體的溶解度，提高產(chǎn)率，中間的燒瓶浸入冰水中；

（4）碳酸氫鈉受熱分解為純堿，所以要進行加熱，

純堿放入足量的稀硫酸中，并將生成的氣體全部通入氫氧化鈉溶液中，溶液質(zhì)量增加0.88g，說明生成的二氧化碳的質(zhì)量為0.88g，

設(shè)制得的NaHCO3的質(zhì)量是x

根據(jù)方程式Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O，可得2NaHCO3～Na2CO3～CO2↑

168 44

x 0.88g

x=3.36g

答：制得的NaHCO3的質(zhì)量是3.36g。