Question

【題目】分某化學(xué)興趣小組在實(shí)臉室模擬侯德榜制堿法制備純堿。主要步驟如下:

第一步：配制飽和NaCl溶液，倒入燒杯中加熱；

第一步：控制溫度在30-35 ℃。邊攪拌邊分批加入研細(xì)的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘；

第三步：靜置、過(guò)濾得NaHCO3晶體．用少量蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，然后抽干；

第四步：將第二步所得固體轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時(shí)，制得純堿固體，

已知：溫度高于35℃時(shí)，NH4HCO3會(huì)分解。有關(guān)鹽的溶解度(g/100g水)如下表：

鹽	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	——	——	——	——
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.l	12.7	14.5	16.4	——
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

回答下列問(wèn)題：

(1)反應(yīng)溫度控制在30-35℃范圍內(nèi)，應(yīng)采取的加熱方法為 ，反應(yīng)溫度不能高于35℃的理由是 ．

(2)第三步靜置后析出NaHCO3晶體的原因是 ；用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去雜質(zhì)粒子 (用離子符號(hào)表示)。

(3)若向過(guò)濾所得母液中加入 (填寫(xiě)試劑名稱(chēng))，并作進(jìn)一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收NH4Cl。

(4)純堿產(chǎn)品不純，含有NaHCO3、NaCl等雜質(zhì)。測(cè)定純堿中NaHCO3含量的方法是：準(zhǔn)確稱(chēng)取純堿樣品Wg，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加l-2滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為cmol/L的鹽酸滴定至溶液由紅色到無(wú)色(指示CO32-+H＋=HCO3-反應(yīng)的終點(diǎn)), 所用鹽酸體積為V1mL，再加1-2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸滴定至溶液由黃變橙，所用鹽酸總體積為V2mL。

① 實(shí)驗(yàn)室配制一定體積cmol/L鹽酸需用的儀器除了容量瓶、燒杯、量筒外還需 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正確的是 (填寫(xiě)標(biāo)號(hào))

a．使用容量瓶前檢驗(yàn)它是否漏水

b．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤(rùn)洗

c．配制溶液時(shí)，如果試樣是固體，把稱(chēng)好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中．然后加蒸餾水定容

d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接貼上標(biāo)簽，放置備用

e．定容后蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒轉(zhuǎn)和搖動(dòng)幾次

② 寫(xiě)出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式：NaHCO3(%)= 。

Answer 1

【答案】(1)水浴加熱；高于35℃時(shí)NH4HCO3會(huì)分解；

(2)NaHCO3的溶解度最小；Cl-、NH4+；

(3)稀鹽酸；

(4)①膠頭滴管；玻璃棒；ae；②×100%

【解析】侯德榜制堿法制備純堿的步驟是，先向飽和食鹽水中通入氨氣達(dá)到飽和得到飽和氨鹽水，再向其中通入足量二氧化碳，二氧化碳與氨水生成碳酸氫銨，然后碳酸氫銨與氯化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成了溶解度較小的碳酸氫鈉晶體，過(guò)濾后將晶體灼燒后即得碳酸鈉，向?yàn)V液中加入氯化鈉粉末、通入氨氣并攪拌，經(jīng)降溫后結(jié)晶析出副產(chǎn)品氯化銨，剩余母液循環(huán)選用。本題直接用碳酸氫銨代替了氨水和二氧化碳，可以模擬其反應(yīng)原理。

(1). 反應(yīng)溫度控制在30-35℃范圍內(nèi)，應(yīng)采取的加熱方法為水浴加熱，反應(yīng)溫度不能高于35℃的理由是高于35℃時(shí)NH4HCO3會(huì)分解．

(2). 第三步靜置后析出NaHCO3晶體的原因是NaHCO3的溶解度最小；析出碳酸氫鈉晶體后的母液中的溶質(zhì)主要是氯化銨和氯和碳酸氫鈉，所以晶體表面會(huì)吸附雜質(zhì)離子Cl-、NH4+ ，所以用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去雜質(zhì)粒子Cl-、NH4+ .

(3). 析出碳酸氫鈉晶體后的母液中的溶質(zhì)主要是氯化銨和氯和碳酸氫鈉，若向過(guò)濾所得母液中加入可溶性氯化物，可增大溶液中的氯離子濃度，有利于使氯化銨達(dá)到飽和并析出。工業(yè)上是有加入氯化鈉并通入氨氣，根據(jù)本題要求也可以加稀鹽酸。過(guò)濾分離出氯化銨后，NaCl溶液可以循環(huán)使用。

(4). ① 實(shí)驗(yàn)室配制一定體積cmol/L鹽酸需用的儀器除了容量瓶、燒杯、量筒外還需膠頭滴管和 玻璃棒 ；a．使用容量瓶前檢驗(yàn)它是否漏水，正確；b．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤(rùn)洗不正確，這樣會(huì)使所配溶液濃度偏高；c．配制溶液時(shí)，如果試樣是固體，把稱(chēng)好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中．然后加蒸餾水定容不正確。因?yàn)槲镔|(zhì)在溶于后一般會(huì)有一定的熱效應(yīng)，會(huì)影響容量瓶的精確度，所以規(guī)定不能在容量瓶中進(jìn)行物質(zhì)的溶解和稀釋以及化學(xué)反應(yīng)。d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接貼上標(biāo)簽，放置備用是不正確的。容量瓶只能用于配制溶液，不能用于保存溶液，要轉(zhuǎn)移到試劑瓶中保存。e．定容后蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒轉(zhuǎn)和搖動(dòng)幾次.這些操作是正確的。綜上所述，本小題選ae. ② 由題意知，酚酞作指示劑，用物質(zhì)的量濃度為cmol/L的鹽酸滴定至溶液由紅色到無(wú)色(指示CO32-+H＋=HCO3-反應(yīng)的終點(diǎn)), 所用鹽酸體積為V1mL。可以求出由碳酸鈉轉(zhuǎn)化的碳酸氫鈉的物質(zhì)的量n1=cmol/LV110-3L=cV110-3mol；再加1-2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸滴定至溶液由黃變橙，滴定終點(diǎn)在pH=4.4附近，碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為氯化鈉，所用鹽酸總體積為V2mL，據(jù)此可求出碳酸氫鈉總量n2=cmol/LV210-3L=cV210-3mol.則原有碳酸氫鈉的物質(zhì)的量=n1-n2=(c2V2-c1V1) 10-3mol，所以純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式：

NaHCO3(%)==100%