Question

6．“侯氏制堿法”以氯化鈉為原料制備純堿，部分工藝流程如圖1：

已知NaHCO₃在低溫下溶解度較小．反應(yīng)Ⅰ為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O$\frac{\underline{\;低溫\;}}{\;}$NaHCO₃↓+NH₄Cl，NH₄Cl和濃堿液反應(yīng)可產(chǎn)生NH₃：
（1）上述工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是CO₂、NH₃．
（2）反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+C0₂↑+H₂O．
（3）若在Ⅱ中灼燒的時(shí)間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對(duì)一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進(jìn)行了以下探究．如圖2所示，取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品加在大試管的底部，另取等質(zhì)量NaHCO₃粉末加在小試管底部．預(yù)熱后在大試管底部加熱．開(kāi)始加熱一段時(shí)間后，若試管A（填“A”或“B”）中會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明Ⅱ中灼燒的分解不完全；若開(kāi)始時(shí)兩試管中加入的固體質(zhì)量相等，充分加熱后，B試管中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量是A中的2倍（假設(shè)澄清石灰水足量），則反應(yīng)Ⅱ中NaHCO₃的分解率為61.4%．（分解率=已分解的質(zhì)量/原物質(zhì)的總質(zhì)量）

Answer 1

分析 侯氏制堿法的原理是在氨化飽和的氯化鈉溶液里通入過(guò)量的CO₂，因碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，會(huì)有碳酸氫鈉析出，過(guò)濾后將碳酸氫鈉加熱分解，可得到純堿碳酸鈉，同時(shí)生成的CO₂可循環(huán)利用，據(jù)此分析作答；
（1）制備碳酸氫鈉里需要的原料是氯化鈉飽和溶液、NH₃和CO₂，后續(xù)操作過(guò)程中碳酸氫鈉分解生成CO₂，NH₄Cl和濃堿液反應(yīng)可產(chǎn)生NH₃，都可以循環(huán)利用；
（2）碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
（3）如果碳酸氫鈉加熱分解不完全，繼續(xù)加熱會(huì)有二氧化碳生成，石灰水會(huì)變渾濁；若開(kāi)始時(shí)兩試管中加入的固體質(zhì)量相等，充分加熱后，B試管中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量是A中的2倍（假設(shè)澄清石灰水足量），可假設(shè)B中生成的CO₂是2mol，則A中生成的CO₂是1mol，可結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算原碳酸氫鈉的分解率．

解答 解：（1）碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳及NH₄Cl和濃堿液反應(yīng)可產(chǎn)生NH₃可以循環(huán)利用，故答案為：CO₂、NH₃；
（2）碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+C0₂↑+H₂O，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+C0₂↑+H₂O；
（3）若A中出現(xiàn)渾濁，說(shuō)明A中固體仍能受熱分解生成二氧化碳，可說(shuō)明Ⅱ中灼燒的分解不完全；假設(shè)B中生成CO₂為2mol，則根據(jù)2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+C0₂↑+H₂O，可知B中NaHCO₃的物質(zhì)的量為4mol，質(zhì)量為4mol×84/mol=336g，則A中固體質(zhì)量也為336g，繼續(xù)加熱分解可得1molCO₂，可知A中含有未分解的碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為2mol，質(zhì)量為2mol×84/mol=168g，A中碳酸鈉的質(zhì)量為336g-168g=168g，設(shè)反應(yīng)Ⅱ中已經(jīng)分解的碳酸氫鈉質(zhì)量為mg，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂CO₃+C0₂↑+H₂O
168g         106g
mg           168g
$\frac{168g}{mg}=\frac{106g}{168g}$，解得m=266.3g，則碳酸氫鈉的分解率為$\frac{266.3g}{266.3g+168g}×100%$=61.4%，
故答案為：A；61.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題以侯氏制堿法為載體，探究碳酸氫鈉的分解百分率以及常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)，基礎(chǔ)考查，難度不大，但對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力要求較高，建議重視雙基復(fù)習(xí)．