Question

2．我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)．他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄C1等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO₃，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿．以下A、B、C、D四個(gè)裝置可組裝成實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO₃的實(shí)驗(yàn)裝置．裝置中分別盛有以下試劑：B：稀硫酸；C：鹽酸、碳酸鈣；D：含氨的飽和食鹽水、水

四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表

	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	-①	-	-	-
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

（說明：①＞35℃NH₄HCO₃會有分解）
請回答以下問題：
（1）裝置的連接順序應(yīng)是CADB（填字母）．
（2）A裝置中盛放的試劑是飽和NaHCO₃溶液，其作用是除去CO₂中的HCl．
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制D溫度在30℃～35℃，原因是溫度超過35℃，碳酸氫銨開始分解，溫度太低，反應(yīng)速率降低，不利于反應(yīng)進(jìn)行．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO₃晶體．用蒸餾水洗滌NaHCO₃晶體的目的是除去NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）
（5）將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃（以化學(xué)式表示），加入氯化氫，并進(jìn)行結(jié)晶操作，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收NH₄C1．

Answer 1

分析 侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，總化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，C裝置為反應(yīng)發(fā)生裝置，裝有鹽酸、碳酸鈣，制取CO₂氣體，B裝置為尾氣處理裝置，裝有稀硫酸，吸收反應(yīng)中過量的NH₃，D中裝有含氨的飽和食鹽水、水，反應(yīng)要制取NaHCO₃，需要除去反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體，則可判斷A裝置中應(yīng)裝的是飽和NaHCO₃溶液，目的是除去HCl氣體，據(jù)此分析解答．

解答 解：侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，總化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，C裝置為反應(yīng)發(fā)生裝置，裝有鹽酸、碳酸鈣，制取CO₂氣體，B裝置為尾氣處理裝置，裝有稀硫酸，吸收反應(yīng)中過量的NH₃，D中裝有含氨的飽和食鹽水、水，反應(yīng)要制取NaHCO₃，需要除去反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體，則可判斷A裝置中應(yīng)裝的是飽和NaHCO₃溶液，目的是除去HCl氣體，
（1）C裝置為反應(yīng)發(fā)生裝置，B裝置為尾氣處理裝置，裝有稀硫酸，吸收反應(yīng)中過量的NH₃，D中裝有含氨的飽和食鹽水、水，反應(yīng)要制取NaHCO₃，則可判斷A裝置中應(yīng)裝的是飽和NaHCO₃溶液，因此裝置連接順序?yàn)椋篊ADB，
故答案為：CADB；
（2）利用NaHCO₃的溶解度較小，可以析出晶體，可判斷A中裝的是NaHCO₃飽和溶液，作用是除去CO₂中的HCl，
故答案為：飽和NaHCO₃溶液；除去CO₂中的HCl；
（3）D為制取NaHCO₃晶體，根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)，反應(yīng)應(yīng)是先產(chǎn)生NH₄HCO₃，然后由于NaHCO₃的溶解度比NH₄HCO₃小，對其進(jìn)行降溫處理，繼而析出NaHCO₃晶體，而要控制溫度在30℃～35℃，是由于碳酸氫銨易受熱分解，而溫度太低，化學(xué)反應(yīng)速率太慢，
故答案為：溫度超過35℃，碳酸氫銨開始分解，溫度太低，反應(yīng)速率降低，不利于反應(yīng)進(jìn)行；
（4）反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO₃晶體．用蒸餾水洗滌NaHCO₃晶體的目的是除去NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃雜質(zhì)，
故答案為：NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃；
（5）將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃，加入氯化氫，還可以產(chǎn)生NaCl，而NaCl又是反應(yīng)的原料，達(dá)到循環(huán)利用的目的，需進(jìn)行結(jié)晶操作，
故答案為：NaHCO₃、NaCl、NH₄C1、NH₄HCO₃；結(jié)晶．

點(diǎn)評 本題主要考察侯氏制堿法的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)過程分析，弄清每步實(shí)驗(yàn)的目的是解答的關(guān)鍵，本題難度中等．