Question

（2010?綿陽模擬）工業(yè)制純堿的第一步是通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳之間的反應(yīng)，制取碳酸氫鈉晶體．該反應(yīng)原理可以用以下化學(xué)方程式表示，此反應(yīng)是放熱反應(yīng)．NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （飽和）═NaHCO₃（晶體）+NH₄Cl
Ⅰ、利用上述反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如下圖所示裝置，制取碳酸氫鈉晶體．B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，C燒杯中盛有冰水，D中裝有蘸稀硫酸的脫脂棉，圖中夾持裝置已略去．
2，4，6
可選用的藥品有：a．石灰石  b．生石灰  c．6mol/L鹽酸  d．稀硫酸   e．濃氨水f．飽和氯化鈉溶液．
①A中制備氣體的離子方程式

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

，E中制備氣體時(shí)所需藥品是（選填字母代號(hào)）

be

②B中溶液作用是

除去CO₂中的HCl

C燒杯中冰水的作用是

降低溫度有利于平衡向正方向移動(dòng)

．
③檢驗(yàn)D出口處是否有氨氣逸出的方法是：

將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出，若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出．

Ⅱ、該小組同學(xué)為了測(cè)定C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wg．再將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時(shí)，稱量所得粉末質(zhì)量為mg．然后進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：
請(qǐng)?zhí)羁眨翰僮鱅II的方法為

過濾

、

洗滌

、

干燥

；所得晶體中碳酸氫鈉的純度為

42n

25w

×100%

．

Answer 1

分析：Ⅰ根據(jù)侯氏制堿法NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （飽和）═NaHCO₃（晶體）+NH₄Cl，可知此反應(yīng)需要的原料為二氧化碳、氨氣、飽和食鹽水．
A裝置為制取二氧化碳裝置，反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
B裝置用于除去CO₂中的HCl，E裝置為制取氨氣裝置，制取氨氣用濃氨水和生石灰來制備
C中反應(yīng)裝置制取碳酸氫鈉，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （飽和）═NaHCO₃（晶體）+NH₄Cl，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C燒杯中放冰水降低溫度有利于平衡向正方向移動(dòng)，
氨氣為刺激性氣味氣體，要進(jìn)行尾氣處理，檢驗(yàn)D出口處是否有氨氣逸出的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出，若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出．
Ⅱ物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，測(cè)定C中所得晶體的碳酸氫鈉的純度，將晶體充分干燥后，稱量質(zhì)量為wg，此時(shí)為碳酸氫鈉粗品質(zhì)量．將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時(shí)，稱量所得粉末為碳酸鈉和雜質(zhì)，質(zhì)量為mg．然后溶解，加入氯化鈣溶液，氯化鈣跟碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣，將生成的碳酸鈣過濾、洗滌、干燥，稱量為n g，根據(jù)關(guān)系式2NaHCO₃--CaCO₃可求出純碳酸氫鈉的質(zhì)量，已知粗品的質(zhì)量，即可求得碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來求解．

解答：解：Ⅰ、A裝置為制取二氧化碳裝置，反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
B裝置用于除去CO₂中的HCl；
E裝置為制取氨氣裝置，制取氨氣用濃氨水和生石灰來制備，代號(hào)為be；
C中反應(yīng)裝置制取碳酸氫鈉 NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （飽和）═NaHCO₃（晶體）+NH₄Cl，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C燒杯中放冰水降低溫度有利于平衡向正方向移動(dòng)；
氨氣為刺激性氣味氣體，要進(jìn)行尾氣處理，檢驗(yàn)D出口處是否有氨氣逸出的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出，若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出；
故答案為：Ⅰ①CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；be；②除去CO₂中的HCl； 降低溫度有利于平衡向正方向移動(dòng)；  
③將濕潤的紅色石蕊試紙放在D出口處，若試紙變藍(lán)，則證明有氨氣逸出，若試紙不變藍(lán)，則證明沒有氨氣逸出
Ⅱ、反應(yīng)的化學(xué)方程式為①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+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
  84×2          100
   x              n
     

x

84×2

=

100

n g

，
      x=

42n

25

 g，
碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

x

w

×100%=

42n

25w

×100%
故答案為：Ⅱ過濾、洗滌、干燥；

42n

25w

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查侯氏制堿法NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （飽和）═NaHCO₃（晶體）+NH₄Cl，明確各原料的制備方法及尾氣處理是解題的關(guān)鍵．物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，測(cè)定C中所得晶體的碳酸氫鈉的質(zhì)量，已知粗品的質(zhì)量，求比值即可求得碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．需要注意的是要區(qū)分m和w，易混淆．