Question

【題目】侯氏制堿法是中國傳統工業方法，此方法制備Na2CO3一直在工業上沿用至今。其原理如下：①NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

②NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

某化學興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿并進行后續實驗。

Ⅰ.制備純堿：先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料，用如圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制成Na2CO3。

（1）裝置丙中反應的化學方程式為____。

（2）裝置乙的作用是___。為防止污染空氣，尾氣中的___需要進行吸收處理。

（3）用裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有___。

Ⅱ.測定所得產品的組成和純度

（4）檢驗純堿樣品中是否混有NaHCO3，請選擇下列裝置設計實驗，并完成下表：

選擇的裝置(填編號)	實驗現象	實驗結論
___	___	樣品中含NaHCO3

（5）測定該純堿樣品的純度：稱取m1g樣品，置于小燒杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。將反應混合物過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體的質量為m2g。則該純堿樣品的純度為___。

Answer 1

【答案】NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl 除去CO2中的HCl氣體 氨氣(NH3) 過濾、洗滌、灼燒 AB(或AC或ACB) B變渾濁(或C變藍或C變藍、B變渾) %

【解析】

Ⅰ．裝置甲是制備二氧化碳，氣體中含有氯化氫氣體對后續實驗產生干擾，需要除去；裝置乙為除去CO2中的HCl氣體的裝置，裝置丙中是氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳生成碳酸氫鈉晶體，通過過濾得到晶體洗滌灼燒得到碳酸鈉，據此分析解答；

Ⅱ.(4)碳酸氫鈉不穩定，加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳與水，可以利用澄清石灰水檢驗二氧化碳，或利用無水硫酸銅檢驗水，判斷樣品中含有碳酸氫鈉；

(5)樣品中碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，根據碳酸鈣的質量，結合元素守恒計算樣品中碳酸鈉的質量，進而計算該純堿樣品的純度。

Ⅰ．(1)裝置丙中，氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，反應的方程式為NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，故答案為：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；

(2)利用鹽酸制取二氧化碳時二氧化碳中常會含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應，所以通過裝置乙中飽和碳酸氫鈉的溶液，可以除掉二氧化碳中的氯化氫氣體；尾氣為氨氣、二氧化碳，氨氣是有刺激性氣味的氣體，為大氣污染物，為防止污染空氣，尾氣中含有的氨氣(或NH3)需要進行吸收處理，可用硫酸吸收，故答案為：除去CO2中的HCl氣體；氨氣(或NH3)；

(3)氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發生反應生成碳酸氫鈉沉淀和氯化銨，通過過濾分離出碳酸氫鈉，并進行洗滌，碳酸氫鈉受熱發生的反應為：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，灼燒得到碳酸鈉，故答案為：過濾、洗滌、灼燒；

Ⅱ.(4)由于碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳與水，利用二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，或利用無色無水硫酸銅吸水變藍色，可以判斷樣品中是否含有碳酸氫鈉，故選擇的裝置為：“AB”或“AC”或“ACB”，對應的現象為：“B變渾濁”或“C變藍”或“C變藍、B變渾”，故答案為：AB(或AC或ACB)；B變渾濁(或C變藍或C變藍、B變渾)；

(5)樣品中碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，過濾、洗滌、干燥，稱量碳酸鈣的質量為m2g，根據碳酸根守恒可知樣品中n(碳酸鈉)=n(碳酸鈣)==mol，故m(碳酸鈉)=mol×106g/mol=g，該純堿樣品的純度為×100%=%，故答案為：%。