Question

我國(guó)化學(xué)家侯德榜改革國(guó)外的Na₂CO₃生產(chǎn)工藝，創(chuàng)造了侯氏制堿法，又叫聯(lián)邦制堿法，該法是將合成氨工廠生產(chǎn)的NH₃及副產(chǎn)品
CO₂，通入到飽和食鹽水中得到NaHCO₃，分離出的NaHCO₃加熱制得Na₂CO₃．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖所示的模擬裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)部分原料的循環(huán)使用．

（1）分液漏斗甲中為鹽酸，裝置B中試劑為

飽和NaHCO₃溶液

，分液漏斗乙中是易揮發(fā)的某試劑，該試劑為

濃氨水

．
（2）實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，應(yīng)先打開

k₂

（填“k₁”或“k₂”），當(dāng)觀察到

E中漏斗有液面上升時(shí)

現(xiàn)象時(shí)，再打開另一個(gè)彈簧夾．
（3）裝置E中試劑為飽和NaCl溶液，該裝置能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的兩個(gè)作用是

吸收氨氣防止污染

、

獲得NaCl和氨水的飽和液循環(huán)使用

．
（4）老師認(rèn)為在C、D之間還應(yīng)增加一個(gè)裝置，該裝置作用為

防止倒吸

．
（5）寫出C中生成NaHCO₃的化學(xué)方程式

NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl

．

Answer 1

分析：（1）裝置A是制備二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，生成的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液除去后通入C裝置中；依據(jù)候氏制堿原理可知D裝置是制備氨氣的裝置，結(jié)合液體滴入固體氫氧化鈉產(chǎn)生氨氣實(shí)驗(yàn)判斷乙分液漏斗中為濃氨水滴入后會(huì)生成氨氣通入C裝置反應(yīng)；
（2）候氏制堿方法是利用氨氣溶解性大極易溶解于水，二氧化碳?xì)怏w水中溶解性較小，實(shí)驗(yàn)飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳?xì)怏w；
（3）綠色化學(xué)的思想是無(wú)污染，原料充分應(yīng)用，原子利用率100%；
（4）氨氣極易溶于水直接通入食鹽水會(huì)發(fā)生倒吸，實(shí)驗(yàn)CD間應(yīng)加一個(gè)放倒吸的裝置；
（5）C中是候氏制堿的反應(yīng)，裝置中的反應(yīng)化學(xué)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；

解答：解：（1）分液漏斗甲中為鹽酸，滴入A中和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，氣體中含有氯化氫氣體，裝置B中試劑為飽和NaHCO₃溶液，依據(jù)候氏制堿原理可知D裝置是制備氨氣的裝置，結(jié)合液體滴入固體氫氧化鈉產(chǎn)生氨氣實(shí)驗(yàn)判斷，乙分液漏斗中為濃氨水滴入后會(huì)生成氨氣通入C裝置反應(yīng)；分液漏斗乙中是易揮發(fā)的某試劑，該試劑為濃氨水；
故答案為：飽和NaHCO₃溶液；濃氨水
（2）候氏制堿方法是利用氨氣溶解性大極易溶解于水，二氧化碳?xì)怏w水中溶解性較小，實(shí)驗(yàn)飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳?xì)怏w；實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，應(yīng)先打開k₂，觀察到E中漏斗有液面上升時(shí)，再打開另一個(gè)彈簧夾K₁．故答案為：k₂，觀察到E中漏斗有液面上升時(shí)；
（3）裝置E中試劑為飽和NaCl溶液，該裝置能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的兩個(gè)作用是：吸收氨氣防止污染；獲得NaCl和氨水的飽和液循環(huán)使用；
故答案為：吸收氨氣防止污染；獲得NaCl和氨水的飽和液循環(huán)使用；
（4）氨氣極易溶于水直接通入食鹽水會(huì)發(fā)生倒吸，實(shí)驗(yàn)CD間應(yīng)加一個(gè)放倒吸的裝置，故答案為：防止倒吸；
（5）C中生成NaHCO₃的化學(xué)方程式：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了侯德榜制堿方法的實(shí)驗(yàn)分析和原理應(yīng)用，理解制堿工業(yè)原理和注意問題是解題關(guān)鍵，題目難度中等．