Question

侯德榜先生是我國舉世聞名的化工專家，他對制堿技術(shù)作出了重大貢獻(xiàn)，他所發(fā)明的聯(lián)合制堿法稱作“侯氏制堿法”．右圖是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”中制取碳酸氫鈉一步的實驗裝置，實驗步驟為：
①連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品．
②先從D的分液漏斗中連續(xù)滴下濃氨水，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中的飽和NaCl溶液中溶解時．再通入A中產(chǎn)生的氣體．片刻后，燒杯中析出白色固體（碳酸氫鈉）．繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生為止．
③過濾燒杯內(nèi)所得的混合物，得到碳酸氫鈉固體．
④向濾液中加入適量的氯化鈉固體，發(fā)生反應(yīng)：
NaCl（s）+NH₄Cl（aq）=NaCl（aq）+NH₄Cl（s），攪拌后過濾，濾出物可用作化肥．
⑤濾液再注入燒杯C中，重復(fù)使用，進(jìn)行下一次制備…
試回答下列問題：
（1）檢驗裝置A氣密性的方法是______．
（2）燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（3）A中常選用的固體為______；B中應(yīng)選用的液體為______．
（4）步驟②中必須先讓D中發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體后，再讓A中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，原因是______．
（5）步驟④是在較高溫度（如60℃）下還是在較低溫度下（如0℃～10℃）下進(jìn)行合適？______（填“較高”或“較低”）
（6）步驟④中所得的氯化銨晶體中常含有少量的氯化鈉和碳酸氫鈉（約占5%～8%），請設(shè)計簡單的實驗證明所得固體的成分大部分是氯化銨．簡要寫出操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）裝置氣密性檢查是依據(jù)裝置中壓強(qiáng)的變化，結(jié)合水的液面變化分析判斷；
（2）依據(jù)裝置圖中的物質(zhì)制備可知A為制備二氧化碳?xì)怏w，D裝置是制備氨氣的裝置，通入飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨；
（3）A裝置是制備二氧化碳?xì)怏w一般用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成，B是除雜裝置，二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，會影響碳酸氫鈉的生成；除雜可以用飽和碳酸氫鈉溶液或飽和氯化鈉溶液；
（4）制備碳酸氫鈉晶體，需要在飽和氯化鈉溶液中先通入氨氣，用來更多吸收二氧化碳，形成碳酸氫鈉晶體；
（5）步驟④是向濾液中加入適量的氯化鈉固體，發(fā)生反應(yīng)：NaCl（s）+NH₄Cl（aq）=NaCl（aq）+NH₄Cl（s），溫度越高氯化銨的溶解度增大不利于氯化銨的晶體析出；
（6）氯化銨晶體中常含有少量的氯化鈉和碳酸氫鈉，實驗證明所得固體的成分大部分是氯化銨，是利用氯化銨的性質(zhì)，受熱生成氯化氫和氨氣氣體，在試管口處溫度降低重新生成固體氯化銨分析判斷；
解答：解：（1）檢驗裝置氣密性，主要是利用裝置內(nèi)的壓強(qiáng)變化來判斷，用手握住裝置A的燒瓶（或微熱），看到B瓶中玻璃管口和C中左邊玻璃管口有氣泡冒出，將手拿開，玻璃管內(nèi)部形成一段水柱，說明裝置A及左半部分氣密性良好；
故答案為：用手握住裝置A的燒瓶（或微熱），看到B瓶中玻璃管口和C中左邊玻璃管口有氣泡冒出，將手拿開，玻璃管內(nèi)部形成一段水柱，說明裝置A及左半部分氣密性良好；
（2）燒杯C中發(fā)生反應(yīng)是二氧化碳和氨氣通入飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）A裝置是制備二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)，所以固體為CaCO₃；生成的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫，若不除去碳酸氫鈉難以形成，所以應(yīng)用飽和碳酸氫鈉溶液或飽和氯化鈉溶液除去；
故答案為：飽和NaHCO₃溶液或水或飽和食鹽水；
（4）步驟②中必須先讓D中發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體后，再讓A中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體，因為NH₃在水中的溶解度比CO₂大，先通NH₃有利于吸收更多的CO₂，從而生成更多的NaHCO₃；
故答案為：NH₃在水中的溶解度比CO₂大，先通NH₃有利于吸收更多的CO₂，從而生成更多的NaHCO₃；
（5）步驟④是向濾液中加入適量的氯化鈉固體，發(fā)生反應(yīng)：NaCl（s）+NH₄Cl（aq）=NaCl（aq）+NH₄Cl（s），溫度越高氯化銨的溶解度增大不利于氯化銨的晶體析出，所以應(yīng)在溫度較低 的條件下析出氯化銨晶體，故答案為：較低；
（6）步驟④中所得的氯化銨晶體中常含有少量的氯化鈉和碳酸氫鈉（約占5%～8%），設(shè)計簡單的實驗證明所得固體的成分大部分是氯化銨，是利用氯化銨的分解產(chǎn)物為氣體，溫度降低氨氣和氯化氫氣體會重新生成固體氯化氨，方法為：取少量樣品于試管中，用酒精燈加熱，看到試管上端有白煙生成（或試管口有白色晶體），最后剩余極少量的固體，從而證明所得固體的成分大部分是氯化銨；
故答案為：取少量樣品于試管中，用酒精燈加熱，看到試管上端有白煙生成（或試管口有白色晶體），最后剩余極少量的固體，從而證明所得固體的成分大部分是氯化銨；
點評：本題考查了實驗制備碳酸氫鈉的過程分析和裝置作用判斷，候氏制堿的反應(yīng)原理和 反應(yīng)特征是解題關(guān)鍵，熟練掌握工業(yè)制備流程和注意問題，能順利解決問題，題目難度中等．