Question

（15分）已知NaHCO₃低溫時溶解度小，侯德榜制堿的方法是：向氨化的飽和食鹽水中通入過量的二氧化碳，即有晶體析出，經(jīng)過濾、洗滌、焙燒得純堿。此過程可以表示為：

① NaCl (飽和) + NH₃+CO₂+H₂O＝NaHCO₃↓+NH₄Cl（此反應(yīng)是放熱反應(yīng)）

② 2NaHCO₃ Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O

現(xiàn)某化學(xué)小組根據(jù)上述原理在實驗室中模擬制堿過程，下圖C裝置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均達到了飽和。

（1）制CO₂時為了使反應(yīng)隨開隨用，隨關(guān)隨停，上圖A方框內(nèi)應(yīng)選用以下      裝置（填序號）。簡述該裝置能隨關(guān)隨停的理由          。

（2）為使實驗?zāi)軌蜻M行，在B、D方框內(nèi)補上所需裝置：          （將裝置圖畫在答題卡上），并指明所用試劑：        。

（3）該小組同學(xué)按正確的方法連接裝置，檢驗氣密性合格后進行實驗，發(fā)現(xiàn)析出的晶體非常少，在老師的指導(dǎo)下，他們對某個裝置進行了改進，達到了實驗?zāi)康�。你認為他們的改進方法是              。

（4）若所用飽和食鹽水中含有NaCl的質(zhì)量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.46g，假設(shè)第二步分解時沒有損失，則Na₂CO₃的產(chǎn)率為              。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）③（1分）， 關(guān)閉彈簧夾后反應(yīng)生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應(yīng)液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應(yīng)  （2分）

（2）試劑：飽和碳酸氫鈉溶液  試劑：稀硫酸或水（畫圖2分，試劑1分，共6分）

               

（3）將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）（3分）

（4）65%（3分）

【解析】（1）要滿足使反應(yīng)隨開隨用，隨關(guān)隨停，則必需選擇③。因為關(guān)閉彈簧夾后反應(yīng)生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應(yīng)液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應(yīng)，而裝置①②達不到該要求。

（2）進入裝置C的CO₂應(yīng)該是純凈的，但反應(yīng)中生成的CO₂中含有氯化氫氣體，所以必需通過飽和碳酸氫鈉溶液除去CO₂中的氯化氫氣體。由于C中反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致氨氣的揮發(fā)逸出。由于氨氣是極易溶于水的，所以在吸收多余氨氣時，應(yīng)該防止液體倒流，裝置圖見答案。

（3）由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而碳酸氫鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，所以要析出大量晶體，可以將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）。

（4）5.85g氯化鈉是0.1mol，生成碳酸氫鈉也是0.1mol，質(zhì)量是8.4g，所以Na₂CO₃的產(chǎn)率為5.46÷8.4×100％＝65%。