Question

【題目】實驗室模擬侯氏制堿法原理，可以制備一些常見的化合物。

i. 30℃時，向飽和NaCl溶液中加入NH4HCO3細粉，制備NaHCO3晶體。

（1）已知30℃時幾種鹽的溶解度為：

物質	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
S（g/100gH2O）	36.3	27.0	11.1	41.1

書寫化學方程式_______________________。根據反應原理結合信息解釋NaHCO3易析出的原因__________________________。

（2）過濾出NaHCO3晶體后，為繼續分離濾液中的物質，設計如圖裝置。左側發生裝置可制取氨氣，原因是_____________。一段時間后，試管中析出白色晶體為_______。用冰水浴降溫目的是_____________。

ii. 制取(NH4)2SO4晶體的流程如下：

（3）“轉化”步驟中CO2不宜過量，原因是__________________。

（4）操作I和II所需的實驗步驟順序是____________（選填編號，可重復選擇）。

a. 蒸發濃縮 b. 蒸餾 c. 過濾 d. 萃取 e. 分液 f. 冷卻結晶

（5）為測定某硫酸銨樣品（雜質為碳酸銨）純度。先準確稱取5.000g樣品溶于水，加入足量的_______，再加入足量BaCl2溶液充分反應后過濾、洗滌沉淀并烘干至恒重，最終所得固體為8.155g。則硫酸銨樣品的純度為___________。

Answer 1

【答案】NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl 離子反應總是向著離子濃度減少的方向進行。NaHCO3與另外三種物質相比，相同溫度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同時使溶液中的Na+、HCO3-濃度減少 生石灰與氨水中的水反應放熱，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移動，利于氨氣逸出 NH4Cl 溫度降低，NH4Cl的溶解度變小，有利于NH4Cl的析出 防止將CaCO3沉淀轉化為可溶性的碳酸氫鈣，從而會降低硫酸銨晶體的純度 cafc 稀鹽酸或稀硝酸 92.4%

【解析】

（1）侯氏制堿法是利用NaCl與NH4HCO3反應制得NaHCO3的過程，化學方程式為：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ，由表格信息可知，30℃時NaHCO3的溶解度較小，易達到過飽和狀態析出，

故答案為：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ；離子反應總是向著離子濃度減少的方向進行。NaHCO3與另外三種物質相比，相同溫度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同時使溶液中的Na+、HCO3-濃度減少；

（2）生石灰與氨水中的水反應放熱，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移動，利于氨氣逸出，氨氣與NaCl反應生成NH4Cl，則析出的白色晶體為NH4Cl,在用冰水浴促進NH4Cl析出，

故答案為：NH4Cl；溫度降低，NH4Cl的溶解度變小，有利于NH4Cl的析出；

（3）“轉化”步驟中CO2若過量會與CaCO3反應生成Ca（HCO3）2，從而降低硫酸銨晶體的純度，所以CO2不宜過量，

故答案為：防止將CaCO3沉淀轉化為可溶性的碳酸氫鈣，從而會降低硫酸銨晶體的純度；

（4）操作I中要分離出碳酸鈣則需要進行過濾操作，再經過蒸發濃縮和冷卻結晶，最終過濾得到硫酸銨晶體，

故答案為：cafc；

（5）由題意可知，雜質為碳酸銨，即溶于水后，溶液中含有CO32-，所以需要用鹽酸或硝酸除去CO32-后，再將硫酸根離子沉淀下來，稱量計算；除去碳酸根離子后，加入足量BaCl2溶液充分反應后過濾、洗滌沉淀并烘干至恒重，最終所得固體為8.155g為BaSO4，則n(SO42-)=n(BaSO42-)=n[(NH4)2SO4]= =0.035mol，m[(NH4)2SO4]= 0.035mol×132g/mol=4.62g，則硫酸銨樣品的純度為=92.4%；

故答案為：稀鹽酸或稀硝酸；92.4%。