Question

【題目】我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業做出了突出貢獻，他以飽和食鹽水、NH3、CO2為原料先制得NaHCO3，進而生產出純堿�；卮鹣铝袉栴}：

某探究活動小組根據上述制堿原理，進行碳酸氫鈉的制備實驗，同學們按各自設計方案實驗。一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出)

（1）丁裝置中稀硫酸的作用是____。

（2）另一位同學用圖中戊裝置（其他裝置未畫出）進行實驗。實驗時，須先從___管通入NH3氣體。

（3）有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是_____。

（4）如表中所列出的是相關物質在不同溫度下的溶解度數據（g/100g水）：

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

參照表中數據，請分析丙、戊裝置中使用冷卻水或者冰水的原因：____。

（5）該小組同學為了測定丙中所得晶體的碳酸氫鈉的純度（假設晶體中不含碳酸鹽雜質），將晶體充分干燥后，稱量質量為ag。再將晶體加熱到質量不再變化時，稱量所得粉末質量為mg。然后進行如圖所示實驗：

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，向溶液中繼續加入少量氯化鈣溶液

b 在加入氯化鈣溶液后，振蕩、靜置，向溶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】吸收未反應的氨氣 a 增大氣體與溶液接觸面積，提高CO2吸收率 溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出 c ×100%或×100%

【解析】

（1）實驗過程中氨氣可能有剩余,而稀硫酸能與氨氣反應,所以稀硫酸的作用是吸收末反應的NH3。故答案為：吸收未反應的氨氣；

（2）制取碳酸氫鈉時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，所以應先通入氨氣，所以a端通入，從而保證了從b通入二氧化碳時，二氧化碳被充分反應。故答案為：a；

（3）b管下端連接己裝置，反應物二氧化碳與溶液的接觸面積增大，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）B裝置中的試管內是溶有氨和氯化鈉的飽和溶液，通入二氧化碳氣體會發生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，依據表中數據分析可知溫度越低，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）測定C中所得晶體的碳酸氫鈉的純度(假設晶體中不含碳酸鹽雜質)，將晶體充分干燥后，稱量質量為ag，此時為碳酸氫鈉粗品質量，操作I將晶體加熱到質量不再變化時，所得粉末為碳酸鈉和雜質，然后溶解，加入氯化鈣溶液，氯化鈣跟碳酸鈉反應生成碳酸鈣，將生成的碳酸鈣過濾、洗滌、干燥，稱量為ng。

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碳酸鈉溶液看是否有沉淀生成，故答案為：c；

②發生反應的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+H2O+2NaCl，得到的碳酸鈣需要經過過濾、洗滌、干燥后方可稱量。

方法一：設樣品中碳酸氫鈉的質量為x，由上兩式可得關系式：

2NaHCO3～～～CaCO3

84×2 100

x n

x=g，碳酸氫鈉的質量分數為。

方法二：設為樣品中碳酸氫鈉的質量為xg，將碳酸氫鈉晶體加熱到質量不再變化時，依題意可知，固體減重質量為水和二氧化碳質量和為(a-m)g，依據反應：

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O m

84×2 62

xg (a-m)g

碳酸氫鈉質量為x=g，純度=×100%；

故答案為：或×100%。