Question

16．工業(yè)以NaCl、NH₃、CO₂等為原料先制得NaHCO₃，進而生產(chǎn)出純堿．有關反應的化學方程式為：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c（填字母標號）．
a．碳酸氫鈉難溶于水             
b．碳酸氫鈉受熱易分解
c．碳酸氫鈉的溶解度相對較小，所以在溶液中首先結晶析出
d．碳酸氫鈉的穩(wěn)定性大于碳酸鈉
（2）某活動小組根據(jù)上述制堿原理，進行碳酸氫鈉的制備實驗．
一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．

試回答下列有關問題：
（Ⅰ）乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是除去CO₂中的HCl氣體；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應的NH₃；
（Ⅲ）實驗結束后，分離出NaHCO₃ 晶體的操作是過濾（填分離操作的名稱），
（3）碳酸氫鈉受熱所得固體12.28g與足量的石灰水充分反應，所得沉淀經(jīng)洗滌、干燥質量為12.00g，則所得固體中碳酸鈉的質量分數(shù)為86.3%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對較小分析判斷；
（2）①（I）依據(jù)用鹽酸制取二氧化碳時常會含有氯化氫氣體分析即可解答；
（II）依據(jù)稀硫酸能與氨氣反應分析解答；
（Ⅲ）依據(jù)分離固體與液體采用的實驗操作分析解答；
（3）依據(jù)化學方程式結合反應過程分析判斷，依據(jù)生成沉淀為碳酸鈣，加熱碳酸氫鈉分解后的混合物質量列方程計算．

解答 解：（1）a．碳酸氫鈉易溶于水，故錯誤；
b．碳酸氫鈉受熱易分解，與其在溶液中首先結晶析出無關，故錯誤；
c．碳酸氫鈉的溶解度相對于氯化銨來說碳酸氫鈉的溶解度更小一些，所以在溶液中首先結晶析出，故正確；
d．碳酸氫鈉的穩(wěn)定性大于碳酸鈉，與其在溶液中首先結晶析出無關，故錯誤；
故答案為：c；
（2）（I）利用鹽酸制取二氧化碳時，因鹽酸易揮發(fā)，所以，二氧化碳中常會含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應不與二氧化碳反應，所以通過碳酸氫鈉的溶液是可以除掉二氧化碳氣體中的氯化氫氣體，
故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；除去CO₂中的HCl氣體；
（II）實驗過程中氨氣可能有剩余，而稀硫酸能與氨氣反應，所以稀硫酸的作用是吸收末反應的NH₃，故答案為：吸收未反應的NH₃；
（Ⅲ）分離出NaHCO₃晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實驗操作是過濾操作，故答案為：過濾；
（3）碳酸氫鈉受熱發(fā)生的反應為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，與足量的石灰水充分反應，
NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O+NaOH；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
反應生成的碳酸鈣物質的量為：$\frac{12g}{100g/mol}$=0.12mol；
設加熱后的固體12.28g中含碳酸鈉物質的量x、碳酸氫鈉物質的量為y，依據(jù)題意得到：
①x+y=0.12、②106x+84y=12.28，
根據(jù)①②解得：x=0.1mol、y=0.02mol，
則所得固體中碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{0.1mol×106g/mol}{12.28}$×100%=86.3%，
故答案為：86.3%．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，題目難度中等，是一道有關工業(yè)制純堿知識的一道綜合實驗題目，考查學生分析和解決問題的能力，掌握制堿原理是解題的關鍵．