Question

我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜，勇于創(chuàng)新，改進(jìn)氨堿法設(shè)計(jì)了“聯(lián)合制堿法”，曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)．氨堿法和“聯(lián)合制堿法”是兩大重要的工業(yè)制減法，共同點(diǎn)均以食鹽（氯化鈉）、二氧化碳、氨氣為原料制備，生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）“聯(lián)合制堿法”制得的“堿”是

 

（填化學(xué)式）．
某實(shí)驗(yàn)小組，利用下列裝置模擬“聯(lián)合制堿法”．
（2）取上述儀器連接裝置，順序?yàn)椋海╝）接

 

，

 

接

 

；（b）接

 

．
檢驗(yàn)裝置氣密性后裝入藥品，先讓

 

裝置（填上述字母）先發(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．
（3）C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是

 

，D中應(yīng)選用的液體為

 

（4）C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為

 

（5）產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉．如果用加熱分解的方法測(cè)定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為：

 

（注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號(hào)的含義）

Answer 1

考點(diǎn)：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）聯(lián)堿法是以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來(lái)自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣）為原料來(lái)制取純堿；
（2）根據(jù)裝置A制取CO₂，裝置B制取NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，據(jù)此分析連接儀器裝置，CO₂在水中的溶解度較小，吸收率低；后通入CO₂保證全部生成NaHCO₃；
（3）C中用球形干燥管球形部分空間大，液面上升能起緩沖作用；
（4）根據(jù)候氏制堿法是以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來(lái)自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣）為原料來(lái)制取純堿結(jié)合裝置圖分析解答；
（5）根據(jù)碳酸氫鈉受熱易分解和碳酸鈉受熱穩(wěn)定的性質(zhì)來(lái)回答；

解答： 解：（1）我國(guó)制堿工業(yè)的先驅(qū)---侯德榜發(fā)明的聯(lián)合制堿法中的“堿”是純堿，是碳酸鈉的俗稱(chēng)，其化學(xué)式為：Na₂CO₃，
故答案為：Na₂CO₃；
（2）足量的CO₂與NaOH反應(yīng)生成NaHCO₃，裝置A產(chǎn)生CO₂，裝置B產(chǎn)生NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，則b接c，故a接f、e接d，
先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應(yīng)，更有利于二氧化碳?xì)怏w的吸收，故應(yīng)先發(fā)生氨氣的制備反應(yīng)，
故答案為：f、e、d、c；B；
（3）氨氣極易溶于水，用直導(dǎo)管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發(fā)生倒吸，C中用球形干燥管可以防止倒吸，
故答案為：防倒吸；飽和NaHCO₃溶液；
（4）侯氏制堿法，也稱(chēng)為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，反應(yīng)方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）設(shè)m₁表示加熱前純堿樣品的質(zhì)量，m₂表示加熱后固體的質(zhì)量，則加熱損失的質(zhì)量為：m₁-m₂，故純堿中含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W（NaHCO3）=

84(m1-m2)

31m1

，
故答案為：W（NaHCO3）=

84(m1-m2)

31m1

，（ m₁為樣品質(zhì)量，m₂為加熱后產(chǎn)品的質(zhì)量）；

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)工業(yè)制純堿知識(shí)的一道綜合實(shí)驗(yàn)題目，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，掌握“聯(lián)合制堿法”的原理是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．