Question

我國化工專家侯德榜曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)．“侯氏制堿法”是以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得N．HCq，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿．其生產(chǎn)過程用化學(xué)方程式可簡要表示為：
①NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃；②NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；③2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（1）“侯氏制堿法”生產(chǎn)過程中涉及到的基本反應(yīng)類型是

 

．
A．置換反應(yīng)；B．化合反應(yīng)；C．分解反應(yīng)；D．復(fù)分解反應(yīng)
（2）第②步中加入的是磨細(xì)的食鹽粉，食鹽磨細(xì)的目的是

 

．
若第②步中得到的NaHCO₃中含有少量的NH₄HCO₃，但不會(huì)影響產(chǎn)品Na₂CO₃的純度，原因是

 

．
（3）若純堿中含有NaHCO₃雜質(zhì)，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用右圖中的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
用天平準(zhǔn)確稱量出干燥試管的質(zhì)量為20.2克，然后稱取4.0克已研碎的純堿樣品并放入干燥的試管中．用酒精燈加熱，待充分反應(yīng)并冷卻后，在天平上稱出試管和碳酸鈉的質(zhì)量23.5克．
①停止加熱前，要進(jìn)行的操作是

 

．
②該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）只有熟悉四種基本反應(yīng)類型的概念和特點(diǎn)，才能作出正確的判斷．
（2）反應(yīng)速率與反應(yīng)物的接觸面積有直接關(guān)系．
碳酸氫銨在加熱條件下能分解且不留殘余物．
（3）停止加熱后試管內(nèi)的氣壓會(huì)迅速降低．
減少的質(zhì)量是生成水和二氧化碳的質(zhì)量；由生成水和二氧化碳的質(zhì)量可以計(jì)算出發(fā)生反應(yīng)的碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）①NH₃+H₂O+CO₂=NH₄HCO₃該反應(yīng)由三種物質(zhì)反應(yīng)生成一種物質(zhì)，符合化合反應(yīng)的概念，屬于化合反應(yīng)．
②NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl該反應(yīng)由兩種化合物互相交換成分形成兩種新的化合物，符合復(fù)分解反應(yīng)的概念，屬于復(fù)分解反應(yīng)．
③2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑該反應(yīng)由一種物質(zhì)反應(yīng)生成三種物質(zhì)，符合分解反應(yīng)的概念，屬于分解反應(yīng)．
因此“侯氏制堿法”生產(chǎn)過程中涉及到的基本反應(yīng)類型是BCD．
（2）將食鹽磨成食鹽粉，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
由于NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+H₂O+CO₂↑，因此第②步中得到的NaHCO₃中含有少量的NH₄HCO₃時(shí)不會(huì)影響產(chǎn)品Na₂CO₃的純度．
（3）①為防止燒杯中的氫氧化鈉溶液沿導(dǎo)氣管倒流，停止加熱后應(yīng)先將導(dǎo)氣管從氫氧化鈉溶液中取出．
②設(shè)試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑  減少的質(zhì)量
168             18  44      18+44=62
4.0g×（1-x）               20.2g+4.0g-23.5g=0.7g

168

62

=

4.0g×(1-x)

0.7g

，
x≈52.6%
故答案為：
（1）BCD；
（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+H₂O+CO₂↑．
（3）①先將導(dǎo)氣管從氫氧化鈉溶液中取出；
②52.6%

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查基本反應(yīng)類型的判斷和有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，難度較大．