Question

【題目】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)，他以飽和食鹽水、NH3、CO2為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿�；卮鹣铝袉栴}：

某探究活動小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計方案實(shí)驗(yàn)。一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）。

（1）乙裝置中的試劑是_________________。

（2）另一位同學(xué)用圖中戊裝置（其他裝置未畫出）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時，須先從____________管通入________氣體。

（3）有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是____________________。

（4）下表中所列出的是相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)（g/100 g 水）：

	0 ℃	10 ℃	20 ℃	30 ℃	40 ℃	50 ℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

參照表中數(shù)據(jù)，請分析丙、戊裝置中使用冷卻水或者冰水的原因：____________。

（5）該小組同學(xué)為了測定丙中所得晶體的碳酸氫鈉的純度（假設(shè)晶體中不含碳酸鹽雜質(zhì)），將晶體充分干燥后，稱量質(zhì)量為a g。再將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時，稱量所得粉末質(zhì)量為m g。然后進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn)：

①在操作Ⅱ中，為了判斷加入氯化鈣溶液是否過量，其中正確的是___________（填字母）。

a 在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶液中繼續(xù)加入少量氯化鈣溶液

b 在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶液中再加入少量碳酸鈉溶液

c 在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，取上層清液再加入少量碳酸鈉溶液

②所得晶體中碳酸氫鈉的純度為_______________。

Answer 1

【答案】飽和NaHCO3溶液 a NH3 增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2 吸收率 溫度越低碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出 a %

【解析】

（1）根據(jù)裝置圖，甲裝置制備CO2，制取的CO2中混有HCl和水蒸氣，HCl能與碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)，乙裝置的作用是除去CO2中混有的HCl，即乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液；

（2）制取碳酸氫鈉時，先要得到含氨的飽和食鹽水，氨氣極易溶于水，CO2能溶于水，為了增大CO2的利用，先通NH3，為防止倒吸，導(dǎo)管不能插入液面以下，因此a管通入氨氣；

（3）改動后CO2與溶液的接觸面積增大，提高了CO2的吸收率；

（4）通過圖表信息可知，溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，且比氯化鈉和氯化銨都低，便于碳酸氫鈉的析出，即原因是溫度越低碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出；

（5）①根據(jù)題干，碳酸氫鈉受熱分解成碳酸鈉、CO2、H2O，Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應(yīng)CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl，向溶液繼續(xù)加入CaCl2，如果沒有沉淀產(chǎn)生，說明所加CaCl2過量，故a正確；

②反應(yīng)的化學(xué)方程式為①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，②Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+H2O+2NaCl，得到的碳酸鈣需要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后方可稱量；設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，由上兩式可得關(guān)系式：2NaHCO3～CaCO3；據(jù)此列方程：，解得x=，所以碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=。