Question

【題目】（1）純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝。

①“氨堿法”產生大量CaCl2廢棄物，寫出該工藝中產生CaCl2的化學方程式：___；

②CO2是制堿工業的重要原料，“聯合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同?___；

（2）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，同學們按各自設計的方案實驗．①一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）試回答下列有關問題：

（Ⅰ）乙裝置中的試劑是___；其作用是____；

（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是___；

（Ⅲ）實驗結束后，分離出NaHCO3晶體的操作是___（填分離操作的名稱）．該操作所需是玻璃儀器有____。

②另一位同學用圖中戊裝置（其它裝置未畫出）進行實驗。

（Ⅰ）實驗時，須先從__（“a”或“b”）管通入___氣體，說明原因___。

（Ⅱ）有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是___。

（III）碳酸氫鈉受熱所得固體12.28g與足量石灰水充分反應，所得沉淀經洗滌、干燥質量為12.00g，則所得固體中碳酸鈉的質量分數為：___。

Answer 1

【答案】Ca(OH)2+2NH4Cl=2NH3↑+H2O+CaCl2 “氨堿法”CO2來源于石灰石煅燒，“聯合制堿法”CO2來源于合成氨工業的廢氣； 飽和碳酸氫鈉溶液 吸收二氧化碳中的氯化氫氣體 吸收未反應完的氨氣 過濾 漏斗，燒杯，玻璃棒 a NH3 NH3溶解度大，先形成堿性溶液，增大二氧化碳的溶解 增大氣體與溶液接觸面積，提高二氧化碳的吸收率 86.3%

【解析】

（1） ①氨堿法工藝中產生大量CaCl2是由氯化銨和消石灰在加熱條件下反應后生成氨氣和氯化鈣的反應，反應的化學方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3↑+CaCl2+2H2O；

故答案為：Ca(OH)2+2NH4Cl=2NH3↑+H2O+CaCl2；

②CO2是制堿工業的重要原料，氨堿法中CO2來源于石灰石煅燒，聯合制堿法中CO2的來源于合成氨工業的廢氣，

故答案為：“氨堿法”CO2來源于石灰石煅燒，“聯合制堿法”CO2來源于合成氨工業的廢氣；

（2）工業上侯氏制堿法是在飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳，由于氨氣在水中的溶解度大，所以先通入氨氣，通入足量的氨氣后再通入二氧化碳，生成了碳酸氫鈉，由于碳酸氫鈉的溶解度較小，所以溶液中有碳酸氫鈉晶體析出，將碳酸氫鈉晶體加熱后得純堿碳酸鈉。

（Ⅰ）依據題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對較小分析，所以在飽和食鹽不通入氨氣和二氧化碳后，碳酸氫鈉晶體會析出；所以乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液 鹽酸是易揮發性酸，在制取二氧化碳時常會含有氯化氫氣體，要除去氯化氫可以用飽和碳酸氫鈉溶液，所以其作用是吸收二氧化碳中的氯化氫氣體；

答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；吸收二氧化碳中的氯化氫氣體；

（II）實驗過程中氨氣可能有剩余，稀硫酸能吸收氨氣；

答案為：吸收未反應完的氨氣

（III）分離固體與液體采用過濾的方法；所用玻璃儀器為漏斗，燒杯，玻璃棒

答案為：過濾；漏斗，燒杯，玻璃棒；

②（I）根據氨氣易溶于水，從制取碳酸氫鈉時先要得到含氨的飽和食鹽水分析解答；

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；NH3；NH3溶解度大，先形成堿性溶液，增大二氧化碳的溶解；

（II）根據圖可知，裝置改動后反應物的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。

（III）碳酸氫鈉受熱發生的反應為：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，與足量的石灰水充分反應，NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH；Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH；

反應生成的碳酸鈣物質的量為：=0.12mol；

設加熱后的固體12.28g中含碳酸鈉物質的量x、碳酸氫鈉物質的量為y，依據題意得到：

①x+y=0.12、②106x+84y=12.28，根據①②解得：x=0.1mol，y=0.02mol，則所得固體中碳酸鈉的質量分數為：×100%=86.3%，

故答案為：86.3%。