Question

【題目】我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)，他以飽和食鹽水、、為原料先制得，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。回答下列問題：某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)。一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示圖中夾持、固定用的儀器未畫出。

乙裝置中的試劑是___________。丁裝置中稀硫酸的作用是_________________。

另一位同學(xué)用圖中戊裝置其他裝置未畫出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從______管通入_____氣體。

有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是________________。

下表中所列出的是相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)水：

	0	10	20	30	40	50
NaCl

參照表中數(shù)據(jù)，請分析丙、戊裝置中使用冷卻水或者冰水的原因：____________。

該小組同學(xué)為了測定丙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。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。然后進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn)：

①在操作Ⅱ中，為了判斷加入氯化鈣溶液是否過量，其中正確的是______填字母。

a.在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向上層清液中繼續(xù)加入少量氯化鈣溶液

b.在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向上層清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所得晶體中碳酸氫鈉的純度為_______________。

Answer 1

【答案】飽和溶液 吸收未反應(yīng)揮發(fā)出的 增大氣體與溶液接觸面積，提高吸收率 溫度越低碳酸氫鈉溶解度越小，便于析出 a

【解析】

(1)乙裝置中是飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫雜質(zhì)氣體，丁裝置中稀硫酸可以吸收剩余氨氣防止污染空氣；

(2)氨氣易溶于水，從制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水分析解答；

(3)分析圖可知，裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率；

(4)丙、戊裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的飽和溶液，通入二氧化碳?xì)怏w會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，溫度越低越有利于碳酸氫鈉的晶體析出；

(5)測定丙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ag，此時(shí)為碳酸氫鈉粗品質(zhì)量，操作Ⅰ將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時(shí)，所得粉末為碳酸鈉和雜質(zhì)，然后溶解，加入氯化鈣溶液，氯化鈣跟碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣，將生成的碳酸鈣過濾、洗滌、干燥，稱量為b g，據(jù)此分析解答。

(1)鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳中含有氯化氫，乙裝置中的試劑是飽和NaHCO3溶液，用來吸收二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫氣體，丁裝置中稀硫酸的作用是：吸收未反應(yīng)揮發(fā)出的NH3，故答案為：飽和NaHCO3溶液；吸收未反應(yīng)揮發(fā)出的NH3；

(2)制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水，氨氣極易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以應(yīng)先通入氨氣，所以a端通入氨氣，從而保證了從b通入二氧化碳時(shí)，二氧化碳被充分反應(yīng)，故答案為：a；NH3；

(3)裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的二氧化碳與溶液的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率，故答案為：增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2吸收率；

(4)丙、戊裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的飽和溶液，通入二氧化碳?xì)怏w會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，依據(jù)圖表分析可知溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，所以溫度越低越有利于碳酸氫鈉的晶體析出，故答案為：溫度越低，碳酸氫鈉溶解度越小，便于析出；

(5)①為判斷滴加的氯化鈣溶液過量，可在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，取上層清液再加入少量氯化鈣溶液看是否有沉淀生成，故答案為：a；

②反應(yīng)的化學(xué)方程式為①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，②Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl，得到的碳酸鈣需要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后方可稱量。設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，由上兩式可得關(guān)系式：2NaHCO3～CaCO3，則=，解得：x=g，碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%=%。