Question

我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)作出了杰出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、CO₂為原料先制得NaHCO₃，再生產(chǎn)出純堿。下面是實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO₃的實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，在各儀器內(nèi)裝入藥品。

第二步：先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時(shí)，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。

第三步：過(guò)濾C中所得的混合物，并用蒸餾水洗滌晶體，得到NaHCO₃固體。

第四步：向?yàn)V液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品NH₄Cl晶體。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）裝置的接口連接時(shí)a接_____________。

D中所盛試劑的名稱(chēng)是_____________。

（2）第二步中必須先讓_____________（填編號(hào)）裝置發(fā)生反應(yīng)。

（3）C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是___________________________，C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。

（4）第三步中用蒸餾水洗滌晶體的目的是除去______________________________雜質(zhì)（以化學(xué)式表示）。

（5）向?yàn)V液中通氨氣的目的是_____________。（填序號(hào)）

a.增大的濃度，使NH₄Cl更多地析出

b.使NaHCO₃更多地析出

（6）測(cè)試純堿產(chǎn)品中NaHCO₃含量的方法是：準(zhǔn)確稱(chēng)取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1—2滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為c mol·L^-1的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無(wú)色（指示+H⁺====反應(yīng)的終點(diǎn)），所用HCl溶液體積為V₁ mL，再加1—2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用上述HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，又用去HCl溶液的體積為V₂ mL。寫(xiě)出純堿樣品中NaHCO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式：

w(NaHCO₃)=________________________________________________。

Answer 1

（1）f     飽和NaHCO₃溶液

（2）B

（3）防止倒吸  NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl

（4）NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃

（5）a

（6）×100%

解析：（1）A為CO₂的氣體發(fā)生裝置，其產(chǎn)生的CO₂中含有HCl和H₂O，HCl對(duì)后續(xù)過(guò)程有不利影響，應(yīng)用盛有飽和NaHCO₃溶液的D裝置除去，連接時(shí)a接f。（2）相對(duì)于CO₂而言，NH₃在飽和NaCl溶液中溶解量更大，先向c中通NH₃更有利于CO₂的吸收和NaHCO₃的生成，所以應(yīng)先讓B裝置發(fā)生反應(yīng)生成NH₃。（3）C中用球形干燥管能防止倒吸，C中廣口瓶?jī)?nèi)物質(zhì)能依次發(fā)生反應(yīng)NH₃+H₂O+CO₂====NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl====NaHCO₃↓+NaCl，總方程式為NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl。（4）從溶液中析出的晶體會(huì)吸附少量可溶性雜質(zhì)。用蒸餾水洗滌NaHCO₃晶體的目的是為了除去吸附的NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃等雜質(zhì)。（5）NH₃的溶入能增大濃度而使之與Cl^-一塊結(jié)合為NH₄Cl析出。（6）NaHCO₃(總) +HCl====NaCl+CO₂↑+H₂O,n_總(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₂×10^-3 L。Na₂CO₃+HCl==== NaHCO₃+ NaCl，由Na₂CO₃反應(yīng)生成的NaHCO₃:n′(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₁·10^-3 L,樣品中的NaHCO₃為n_總(NaHCO₃)-n′（NaHCO₃）=mol，w(NaHCO₃)=  ×100%×100%。