Question

【題目】啟普發生器是荷蘭科學家設計的實驗室氣體發生裝置，由圖中漏斗1和容器2兩部分構成；現借助啟普發生器及相關裝置模擬侯氏制堿法制備日用化學品——NH4Cl和Na2CO3。回答相關問題：

（NaHCO3的制備）

反應原理：NH3+NaCl+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓

反應裝置：

（1）啟普發生器中發生的離子反應方程式為___，如果上述裝置中導管被堵塞，啟普發生器中觀察到的現象是___。

（2）儀器3中盛裝的試劑是___；已知常溫，NaCl的溶解度為35.9g，儀器4中含氨的飽和食鹽水的配制方法是將20.0mL濃氨水與8.0gNaCl混合振蕩過濾，試推測過濾除去的物質為___。

（3）觀察儀器4中CO2流速的方法是___，儀器5中試劑的作用是___。

（4）反應結束后，對儀器4進行冷卻并趁冷過濾其中的懸濁液，“趁冷”的目的是___。

（Na2CO3的制備）

（5）將（4）所得固體轉移至蒸發皿中加熱得到Na2CO3；請設計簡單實驗證明NaHCO3固體已分解完全___。

（NH4Cl的制備）

（6）向（4）所得母液中加入兩種物質并降溫，NH4Cl會逐步結晶析出，所加物質的名稱是___，過濾NH4Cl晶體后的濾液可以再次循環使用。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 漏斗l中酸液面升高，容器2中酸液而下降 飽和NaHCO3 NaCl 觀察儀器4中導管口逸出氣泡的快慢 吸收NH3 減小NaHCO3溶解度以提高產率 用一干冷玻璃片靠近蒸發皿上方，如果玻璃片上沒有水珠則NaHCO3分解完全 氨氣和氯化鈉

【解析】

利用啟普發生器制取CO2，制得的CO2中含有HCl等雜質，利用飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl，CO2再通入含氨的飽和食鹽水中，氨氣可能會逸出，利用稀硫酸吸收氨氣。

(1)啟普發生器中要產生CO2，通過碳酸鈣和鹽酸反應生成，則離子反應方程式為CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，如果上述裝置中導管被堵塞，則啟普發生器中氣體壓強增大，則漏斗l中酸液面升高，容器2中酸液而下降；

(2)儀器3用于除去CO2氣體中的HCl氣體，則需用飽和NaHCO3；20.0mL濃氨水與8.0gNaCl混合配制溶液，已知NaCl的溶解度為35.9g，則假設20.0mL濃氨水近似20水，能溶解的氯化鈉約7.2g，故混合液中未溶解的是NaCl，故過濾除去的物質為NaCl；

(3)CO2從液體中逸出時會產生氣泡，故觀察儀器4中CO2流速的方法是觀察儀器4中導管口逸出氣泡的快慢，儀器5位于整套裝置的末尾，主要用于尾氣處理，其中的硫酸會吸收NH3；

(4)本實驗目的是制備NaHCO3，它是可溶性固體，故減少NaHCO3在水中溶解的量能提高產量，因此“趁冷”過濾的目的是減小NaHCO3溶解度以提高產率；

(5)碳酸氫鈉固體分解時有水蒸氣產生，故要設計簡單實驗證明NaHCO3固體已分解完全，可用一干冷玻璃片靠近蒸發皿上方，如果玻璃片上沒有水珠則NaHCO3分解完全；

(6)過濾出碳酸氫鈉所得母液中含Na＋、HCO3－、Cl－和NH4＋，假如想提取NH4Cl，則需增大Cl－和NH4＋的濃度，故可通入NH3和加入NaCl，NH3·H2O和HCO3－反應，則Cl－和NH4＋的濃度增大，經降溫，會逐步結晶析出NH4Cl。