Question

【題目】碳酸鈉、碳酸氫鈉是日常生產生活中常用的兩種鹽。在實驗室中制取NaHCO3的方法有多種。請

依據下列方法回答問題：

方法一：模擬工業“侯氏制堿法”制取：（原理NaCl+H2O+CO2+NH3 = NaHCO3↓+NH4Cl)

第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內裝人藥品。

第二步：讓某一裝置先發生反應，直到產生的氣體不能再在Ⅲ中溶解，再通入另一裝置中產生的氣體，片刻后，Ⅲ中出現固體。繼續向Ⅲ中通入兩種氣體，直到不再有固體產生。

第三步：分離Ⅲ中所得的混合物，得到NaHCO3固體。

第四步：向濾液中加入適量的某固體粉末，有NH4Cl晶體析出。

(1)圖中所示裝置的連接順序是：a接f；e接________；b接_________（填接口編號)。

(2)I中盛放稀鹽酸的儀器名稱是_____________，IV中應選用的液體為________________。

(3)第二步中讓_____________ (填序號）裝置先發生反應。

(4)第四步中所加固體粉末為________。所得的晶體中常含有少置的NaCl和NaHCO3(約占5%~8%)，請設計一個簡單的實驗，不使用其他任何試劑，證明所得晶體大部分是NH4Cl。簡要寫出操作和現象______________________。

方法二：把CO2通人飽和Na2CO3溶液制取NaHCO3。裝置如下圖所示（氣密性已檢驗，部分夾持裝置略）：

(5)請結合化學平衡移動原理解釋B中溶液的作用_________________。

(6)當C中有大量白色固體析出時，停止實驗，將固體過濾、洗滌、干燥備用。為確定固體的成分，實驗小組設計方案如下（取一定量的固體，配成溶液作為樣液，其余固體備用）：

①方案1：取樣液與澄清的Ca(OH)2溶液混合，出現白色沉淀。

實驗小組對現象產生的原理進行分析，認為該方案不合理，理由是________________。

②方案2：取樣液與BaCl2溶液混合，出現白色沉淀并有氣體產生。

實驗小組認為固體中存在NaHCO3,其離子方程式是________________。

Answer 1

【答案】 d c II 飽和碳酸氫鈉溶液 NaCl 取少量固體放入試管中，加熱，固體大部分消失，在試管口內壁又有較多的固體凝結。 CO2在水中存在平衡：CO2+H2OH2CO3HCO+H+，有H2SO4存在時，可使上述平衡向左移動，從而減少CO2在水中的溶解，同時吸收揮發出來的HCl氣體。 Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發生反應生成白色沉淀，無法確定固體的成分中是否含有NaHCO3。 2HCO+Ba2+ = BaCO3↓+ CO2↑+H2O NaOH + CO2=NaHCO3； Ca(HCO3)2+ NaOH== NaHCO3+ CaCO3 +H2O

其它合理方法均可。

【解析】本題考查實驗設計方案的評價，（1）裝置I是制備CO2，裝置II制備氨氣，因為氨氣極易溶于水，為防止倒吸，因此b接c，制出的CO2中混有HCl，必須除去，因此a接f，e接d；（2）盛放稀鹽酸的裝置是長頸漏斗，除去CO2中的HCl，常通過飽和碳酸氫鈉溶液，即裝置IV中盛放飽和NaHCO3溶液；（3）因為CO2在水中的溶解度小，氨氣極易溶于水，且水溶液顯堿性，為充分利用CO2，減少浪費，因此先通NH3，讓裝置II先反應；（4）第四步中加固體NaCl，讓NH4Cl晶體析出；具體操作是：取少量固體放入試管中，加熱，固體大部分消失，在試管口內壁又有較多的固體凝結；（5）CO2在水中存在平衡：CO2+H2OH2CO3HCO3－+H+，有H2SO4存在時，可使上述平衡向左移動，從而減少CO2在水中的溶解，同時吸收揮發出來的HCl氣體；（6）①Ca(OH)2與Na2CO3反應：Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，碳酸氫鈉與Ca(OH)2反應：Ca(OH)2＋NaHCO3=CaCO3↓＋H2O＋NaOH，兩個都會產生沉淀，因此Na2CO3對NaHCO3檢驗產生干擾；②沉淀是BaCO3，氣體是CO2，因此有2HCO3－＋Ba2＋=BaCO3↓＋CO2↑＋H2O。