Question

【題目】 “侯氏制堿法”是我國(guó)化工行業(yè)歷史長(zhǎng)河中一顆璀璨明珠。

Ⅰ．.純堿的制備：用下圖裝置制取碳酸氫鈉，再間接制得純堿。

（1）裝置乙的作用是 _________________，其中水可以用_______________代替；

（2）裝置丙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________；

（3）用裝置丙中產(chǎn)生的碳酸氫鈉制取純堿時(shí)，需要的實(shí)驗(yàn)操作有：_____________。

（4）定量分析：測(cè)定純堿樣品純度

提供藥品：酚酞、甲基橙、0.1mol/LHCl溶液

實(shí)驗(yàn)步驟：

①稱取樣品mg，溶于水形成100mL溶液；

②向溶液中滴加少量___________作指示劑，再向其中滴加鹽酸溶液至終點(diǎn)，消耗鹽酸_________VmL；

③計(jì)算：純堿樣品純度=__________________。

Ⅱ．某小組同學(xué)在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液沒有什么變化，但加熱后顯淡紅色，加熱較長(zhǎng)時(shí)間后冷卻，紅色不褪去。為探究原因，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：加熱0.1mol/LNaHCO3溶液，測(cè)得溶液pH隨溫度變化的曲線：

當(dāng)溫度恢復(fù)到10℃，測(cè)得溶液 pH=11.5。

（5）依據(jù)圖像信息對(duì)下列問題做出合理猜測(cè)：

①AB段pH上升原因：____________________________________________________，

②BC段pH上升原因：____________________________________________________；

（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)BC段pH上升的合理猜測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證(藥品任意選擇)：__________________________。

Answer 1

【答案】

（1）除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體 飽和碳酸氫鈉溶液 ；

（2）NH3·H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

（3）過濾、洗滌、灼燒

（4）酚酞 0.0106V/m (或甲基橙，(0.0084V-m)/62m)

（5）①HCO3-+H2OH2CO3+OH-，△H>0；升溫促進(jìn)水解平衡正向移動(dòng)，pH上升

②2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，溫度較高時(shí)，使得碳酸氫鈉受熱分解為碳酸鈉，溶液堿性增強(qiáng)

（6）取回復(fù)至室溫的溶液少許，向其中滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明猜測(cè)合理。

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）鹽酸有揮發(fā)性，制得的CO2中混有少量HCl，故乙裝置的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體，可以用飽和碳酸氫鈉溶液代替水吸收HCl；

（2）裝置丙是侯氏制堿原理，發(fā)生的反應(yīng)方程式為NH3·H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；

（3）從反應(yīng)后的混合物中提出不溶物需要過濾并洗滌，最后加熱灼燒使之完全分解得到純堿，具體需要的實(shí)驗(yàn)操作有過濾、洗滌、灼燒；

（4）②用鹽酸滴定純堿溶液選擇酚酞作指示劑；

③滴定過程發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3+HCl=NaHCO3+H2O，n(Na2CO3)=n(HCl)=0.1V×10-3mol，樣品的純度為×100%=0.0106V/m；

Ⅱ．（5）①AB段pH上升原因是溶液里存在HCO3-+H2OH2CO3+OH-，△H>0；升溫促進(jìn)水解平衡正向移動(dòng)，pH上升；

②BC段pH上升原因是碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱分解生成碳酸鈉，碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉，溶液堿性增強(qiáng)；

（6）結(jié)合碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)差異，取回復(fù)至室溫的溶液少許，向其中滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液里含有碳酸鈉，猜測(cè)合理。