Question

【題目】分某化學興趣小組在實臉室模擬侯德榜制堿法制備純堿。主要步驟如下:

第一步：配制飽和NaCl溶液，倒入燒杯中加熱；

第一步：控制溫度在30-35 ℃。邊攪拌邊分批加入研細的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續保溫30分鐘；

第三步：靜置、過濾得NaHCO3晶體．用少量蒸餾水洗滌除去雜質，然后抽干；

第四步：將第二步所得固體轉入蒸發皿中，灼燒2小時，制得純堿固體，

已知：溫度高于35℃時，NH4HCO3會分解。有關鹽的溶解度(g/100g水)如下表：

鹽	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	——	——	——	——
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.l	12.7	14.5	16.4	——
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

回答下列問題：

(1)反應溫度控制在30-35℃范圍內，應采取的加熱方法為 ，反應溫度不能高于35℃的理由是 ．

(2)第三步靜置后析出NaHCO3晶體的原因是 ；用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去雜質粒子 (用離子符號表示)。

(3)若向過濾所得母液中加入 (填寫試劑名稱)，并作進一步處理，使NaCl溶液循環使用，同時可回收NH4Cl。

(4)純堿產品不純，含有NaHCO3、NaCl等雜質。測定純堿中NaHCO3含量的方法是：準確稱取純堿樣品Wg，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加l-2滴酚酞指示劑，用物質的量濃度為cmol/L的鹽酸滴定至溶液由紅色到無色(指示CO32-+H＋=HCO3-反應的終點), 所用鹽酸體積為V1mL，再加1-2滴甲基橙指示劑，繼續用鹽酸滴定至溶液由黃變橙，所用鹽酸總體積為V2mL。

① 實驗室配制一定體積cmol/L鹽酸需用的儀器除了容量瓶、燒杯、量筒外還需 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正確的是 (填寫標號)

a．使用容量瓶前檢驗它是否漏水

b．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤洗

c．配制溶液時，如果試樣是固體，把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中．然后加蒸餾水定容

d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接貼上標簽，放置備用

e．定容后蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒轉和搖動幾次

② 寫出純堿樣品中NaHCO3質量分數的計算式：NaHCO3(%)= 。

Answer 1

【答案】(1)水浴加熱；高于35℃時NH4HCO3會分解；

(2)NaHCO3的溶解度最小；Cl-、NH4+；

(3)稀鹽酸；

(4)①膠頭滴管；玻璃棒；ae；②×100%

【解析】侯德榜制堿法制備純堿的步驟是，先向飽和食鹽水中通入氨氣達到飽和得到飽和氨鹽水，再向其中通入足量二氧化碳，二氧化碳與氨水生成碳酸氫銨，然后碳酸氫銨與氯化鈉發生復分解反應，生成了溶解度較小的碳酸氫鈉晶體，過濾后將晶體灼燒后即得碳酸鈉，向濾液中加入氯化鈉粉末、通入氨氣并攪拌，經降溫后結晶析出副產品氯化銨，剩余母液循環選用。本題直接用碳酸氫銨代替了氨水和二氧化碳，可以模擬其反應原理。

(1). 反應溫度控制在30-35℃范圍內，應采取的加熱方法為水浴加熱，反應溫度不能高于35℃的理由是高于35℃時NH4HCO3會分解．

(2). 第三步靜置后析出NaHCO3晶體的原因是NaHCO3的溶解度最小；析出碳酸氫鈉晶體后的母液中的溶質主要是氯化銨和氯和碳酸氫鈉，所以晶體表面會吸附雜質離子Cl-、NH4+ ，所以用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去雜質粒子Cl-、NH4+ .

(3). 析出碳酸氫鈉晶體后的母液中的溶質主要是氯化銨和氯和碳酸氫鈉，若向過濾所得母液中加入可溶性氯化物，可增大溶液中的氯離子濃度，有利于使氯化銨達到飽和并析出。工業上是有加入氯化鈉并通入氨氣，根據本題要求也可以加稀鹽酸。過濾分離出氯化銨后，NaCl溶液可以循環使用。

(4). ① 實驗室配制一定體積cmol/L鹽酸需用的儀器除了容量瓶、燒杯、量筒外還需膠頭滴管和 玻璃棒 ；a．使用容量瓶前檢驗它是否漏水，正確；b．容量瓶用蒸餾水洗凈后，再用待配溶液潤洗不正確，這樣會使所配溶液濃度偏高；c．配制溶液時，如果試樣是固體，把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中．然后加蒸餾水定容不正確。因為物質在溶于后一般會有一定的熱效應，會影響容量瓶的精確度，所以規定不能在容量瓶中進行物質的溶解和稀釋以及化學反應。d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接貼上標簽，放置備用是不正確的。容量瓶只能用于配制溶液，不能用于保存溶液，要轉移到試劑瓶中保存。e．定容后蓋好瓶塞，用食指頂住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒轉和搖動幾次.這些操作是正確的。綜上所述，本小題選ae. ② 由題意知，酚酞作指示劑，用物質的量濃度為cmol/L的鹽酸滴定至溶液由紅色到無色(指示CO32-+H＋=HCO3-反應的終點), 所用鹽酸體積為V1mL。可以求出由碳酸鈉轉化的碳酸氫鈉的物質的量n1=cmol/LV110-3L=cV110-3mol；再加1-2滴甲基橙指示劑，繼續用鹽酸滴定至溶液由黃變橙，滴定終點在pH=4.4附近，碳酸氫鈉轉化為氯化鈉，所用鹽酸總體積為V2mL，據此可求出碳酸氫鈉總量n2=cmol/LV210-3L=cV210-3mol.則原有碳酸氫鈉的物質的量=n1-n2=(c2V2-c1V1) 10-3mol，所以純堿樣品中NaHCO3質量分數的計算式：

NaHCO3(%)==100%