Question

碳酸鈉俗稱純堿、蘇打，是一種常用的日用化學(xué)品．在實(shí)驗(yàn)室里，可用如圖所示裝置，以氯化鈉、二氧化碳、氨等為原料制備純堿．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先檢驗(yàn)裝置的氣密性，再向各儀器中加入試劑，打開(kāi)啟普發(fā)生器（裝置A）活塞，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，制備純堿．請(qǐng)回答以下有關(guān)問(wèn)題：

（1）碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)_____；實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____；C裝置的錐形瓶中，裝有含氨的飽和食鹽水，則溶液1應(yīng)為_(kāi)_____，溶液2應(yīng)為_(kāi)_____．
（2）實(shí)驗(yàn)中，要注意控制二氧化碳的通入速度（以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好）和水浴的溫度．實(shí)驗(yàn)中不能過(guò)快的通入二氧化碳的目的是______．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中水浴加熱法的優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)_____．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，錐形瓶中產(chǎn)生了NH₄HCO₃、NaCl、NaHCO₃和NH₄Cl的混合液．右表是四種化合物在部分溫度下的溶解度．由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)時(shí)水浴的溫度不能超過(guò)______℃．反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)混合液冷卻到15℃左右，析出的固體應(yīng)主要含有______（填化學(xué)式）．

溫度	10℃	20℃	30℃	40℃
氯化鈉	35.8	36.0	36.3	36.6
碳酸氫銨	15.8	21.0	27.0	分解
碳酸氫鈉	8.1	9.6	11.1	12.7
氯化銨	33.3	37.2	41.4	45.8

（3）飽和食鹽水，還可以通過(guò)電解過(guò)程制取燒堿．制備過(guò)程中，燒堿溶液主要在電解池的______極區(qū)產(chǎn)生，原因是______．

Answer 1

解：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； A裝置是制取二氧化碳?xì)怏w的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；為避免二氧化碳中的氯化氫進(jìn)入C影響晶體析出，先通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應(yīng)過(guò)程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進(jìn)行尾氣吸收；
故答案為：2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 飽和碳酸氫鈉溶液；稀硫酸；
（2）實(shí)驗(yàn)中，要注意控制二氧化碳的通入速度（以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好）和水浴的溫度．實(shí)驗(yàn)中不能過(guò)快的通入二氧化碳的目的是：增大二氧化碳的吸收率； 水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是：利于控制反應(yīng)體系的溫度和使其受熱均勻；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過(guò)40°C，因?yàn)闇囟仍俑咛妓釟滗@分解，碳酸氫鈉晶體不利于析出；將反應(yīng)混合液冷卻到15℃左右，碳酸氫鈉的溶解度最小，析出的固體應(yīng)主要含有NaHCO₃；
故答案為：增大二氧化碳的吸收率；利于控制反應(yīng)體系的溫度和使其受熱均勻；40； NaHCO₃；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大，氫原子氫氧化鈉在陰極附近生成；
故答案為：陰； 該極區(qū)氫離子放電，產(chǎn)生出氫氧根離子；
分析：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳；依據(jù)裝置圖分析可知A裝置是制取二氧化碳?xì)怏w的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成，避免二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫進(jìn)入C影響晶體析出，先通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應(yīng)過(guò)程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進(jìn)行尾氣吸收；
（2）實(shí)驗(yàn)中不能過(guò)快的通入二氧化碳，保證二氧化碳充分吸收反應(yīng)，提高二氧化碳?xì)怏w的利用率，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻，溫度易于控制；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過(guò)40°C，因?yàn)闇囟仍俑咛妓釟滗@分解，碳酸氫鈉不利于析出；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)制純堿的原理制備碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和裝置分析，碳酸氫鈉的溶解度分析，實(shí)驗(yàn)操作注意問(wèn)題是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．