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(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。以下A、B、 C、 D四個(gè)裝置可組裝成實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中分別盛有以下試劑：B：稀硫酸；C：鹽酸、碳酸鈣；D：含氨的飽和食鹽水、水。

四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100 g水)表(說明：①>35 ℃ NH4HCO3會(huì)有分解)

請回答以下問題：

(1)裝置的連接順序應(yīng)是__________(填字母)。

(2)A裝置中盛放的試劑是__________，其作用是___________________。

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制D溫度在30℃～35℃，原因是_________________。

(4)反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO3晶體。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去____(雜質(zhì)以化學(xué)式表示)。

(5)將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有___________(以化學(xué)式表示)，加入氯化氫，并進(jìn)行_________操作，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時(shí)可回收NH4Cl。

Answer 1

【答案】CADB 飽和NaHCO3溶液 除去CO2中的HCl 溫度超過35℃，碳酸氫銨開始分解，溫度太低，反應(yīng)速率降低，不利于反應(yīng)進(jìn)行 NaCl、NH4C1、NH4HCO3 NaHCO3、NaCl、NH4C1、NH4HCO3 結(jié)晶

【解析】

侯氏制堿法，也稱為聯(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，總化學(xué)反應(yīng)方程式為NH3+H2O+CO2+NaCl＝NH4Cl+NaHCO3↓，C裝置為反應(yīng)發(fā)生裝置，裝有鹽酸、碳酸鈣，制取CO2氣體，B裝置為尾氣處理裝置，裝有稀硫酸，吸收反應(yīng)中過量的NH3，D中裝有含氨的飽和食鹽水，反應(yīng)要制取NaHCO3，需要除去反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體，則可判斷A裝置中應(yīng)裝的是飽和NaHCO3溶液，目的是除去HCl氣體，據(jù)此分析解答。

（1）C裝置為反應(yīng)發(fā)生裝置，B裝置為尾氣處理裝置，裝有稀硫酸，吸收反應(yīng)中過量的NH3，D中裝有含氨的飽和食鹽水，反應(yīng)要制取NaHCO3，則可判斷A裝置中應(yīng)裝的是飽和NaHCO3溶液，因此裝置連接順序?yàn)?/span>CADB；

（2）利用NaHCO3的溶解度較小，可以析出晶體，可判斷A中裝的是NaHCO3飽和溶液，作用是除去CO2中的HCl；

（3）D為制取NaHCO3晶體，根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)，反應(yīng)應(yīng)是先產(chǎn)生NH4HCO3，然后由于NaHCO3的溶解度比NH4HCO3小，對其進(jìn)行降溫處理，繼而析出NaHCO3晶體，而要控制溫度在30℃～35℃，是由于碳酸氫銨易受熱分解，而溫度太低，化學(xué)反應(yīng)速率太慢，不利于反應(yīng)進(jìn)行；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，將錐形瓶浸在冷水中，析出NaHCO3晶體。根據(jù)溶液中含有的物質(zhì)可知用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去NaCl、NH4C1、NH4HCO3雜質(zhì)；

（5）將錐形瓶中的產(chǎn)物過濾后，所得的母液中含有NaHCO3、NaCl、NH4C1、NH4HCO3，加入氯化氫，還可以產(chǎn)生NaCl，而NaCl又是反應(yīng)的原料，達(dá)到循環(huán)利用的目的，需進(jìn)行結(jié)晶操作。