Question

(15分)工業(yè)制純堿的第一步是通過(guò)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，已知此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 NH3+CO2+H2O+NaCl（飽和）＝　NaHCO3（晶體）↓+NH4Cl

（1）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．制取碳酸氫鈉晶體可供選用的藥品有：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中制備氣體時(shí)，所需藥品是（選填字母代號(hào)） ；

②B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是 ；

③在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，向C中通入氣體是有先后順序的，應(yīng)先通入氣體的化學(xué)式為 ；

④E裝置向C中通氣的導(dǎo)管不能插入液面下的原因是 。

（2）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w g。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m g。然后進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：

①在操作Ⅱ中，為了判斷加入氯化鈣溶液是否過(guò)量，其中正確的是（選填字母序號(hào)） ；

A．在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶液中繼續(xù)加入少量氯化鈣溶液

B．在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶液中再加入少量碳酸鈉溶液

C．在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，取上層清液再加入少量碳酸鈉溶液

②操作Ⅲ的方法為 、 、 ；

③所得晶體中碳酸氫鈉的純度為 。

 

Answer 1

（1）①A、C ②除去CO2中的HCl ; ③NH3 ；④防倒吸；

（2）①A ②過(guò)濾、洗滌、干燥 ； ③ ( 42n/25w )x100%或84(w-m)/31w。

【解析】

試題分析：（1）①制取CO2是用石灰石和鹽酸在燒瓶中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的，由于CO2在水中溶解度不大，所以導(dǎo)氣管要伸入到液面一下，而制取氨氣是將E．濃氨水滴入到盛有B．生石灰的燒瓶中反應(yīng)制取的，氨氣在水中非常容易溶解，所以導(dǎo)氣管要在液面上，根據(jù)在C中導(dǎo)氣管的長(zhǎng)短可知：在A中制備CO2氣體，所需藥品是A、C; ②用鹽酸制取CO2氣體時(shí)，由于鹽酸有揮發(fā)性，所以其中含有雜質(zhì)HCl,在 B中盛有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用就是除去CO2中的雜質(zhì)HCl ; ③CO2在水中的溶解度小，產(chǎn)生的HCO3-的濃度也就小，不容易形成NaHCO3的飽和溶液，所以難形成沉淀，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，向C中通入氣體應(yīng)先通入氣體的化學(xué)式為NH3；④E裝置向C中通氣的導(dǎo)管不能插入液面下是為了防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；（2）①在操作Ⅱ中，為了判斷加入氯化鈣溶液是否過(guò)量，其中正確的是A．在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶液中繼續(xù)加入少量氯化鈣溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀，就證明氯化鈣溶液過(guò)量，否則若產(chǎn)生白色沉淀，就證明氯化鈣溶液不足量。因此選項(xiàng)是A。②操作Ⅲ的方法為過(guò)濾、洗滌、干燥；③方法一、2NaHCO3 Na2CO3+H2O+ CO2↑，根據(jù)方程式可知2×84g =168gNaHCO3完全分解，會(huì)產(chǎn)生106g Na2CO3,固體質(zhì)量會(huì)減輕2×84g－106g=62g；現(xiàn)在固體質(zhì)量減輕(w-m)g，所以其中含有的NaHCO3的質(zhì)量是[2×84(w－m)÷62] g=84/31(w-m)g.所以所得晶體中碳酸氫鈉的純度為[84(w-m)/31w]；方法二：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+ CO2↑，Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。根據(jù)方程式可得關(guān)系式：2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3；若含有168g NaHCO3，發(fā)生反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生CaCO3沉淀100g,現(xiàn)在產(chǎn)生沉淀ng，所以原固體中含有NaHCO3的質(zhì)量是(168n÷100)g，所以NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是[(168n÷100)g÷w g]×100%= ( 42n/25w )x100%。

考點(diǎn)：考查純堿的制取過(guò)程、原理及物質(zhì)純度的計(jì)算的知識(shí)。