Question

【題目】著名的“侯氏制堿法”的第一步反應是向飽和食鹽水中通入CO2而析出NaHCO3 ， 該反應可表示為：NH3+NaCl+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
已知NaCl、NaHCO3、NH4Cl如下溫度的溶解度：

物質	NaCl	NaHCO3	NH4Cl
40℃時溶解度/g	37	13	46
10℃時溶解度/g			33

今在40℃時，向434g飽和食鹽水中通入44.8L（標準狀況）NH3 ， 再向溶液中通入過量的CO2 ， 求：
（1）可析出NaHCO3多少克？
（2）NH4Cl能否析出？
（3）若降溫至10℃，可析出NH4Cl多少克？
（4）降溫至10℃時，若要析出更多的NH4Cl晶體應采取什么措施？

Answer 1

【答案】
（1）可析出NaHCO3為131.5g
（2）NH4Cl不能析出
（3）若降溫至10℃，可析出NH4Cl14.3g
（4）降溫至10℃時，若要析出更多的NH4Cl晶體，可加入NaCl粉末
【解析】解：根據40℃時NaCl的溶解度，可以計算出434 g食鹽水中NaCl的質量和物質的量：m（NaCl）= =117g，n（NaCl）= =2mol，通入的NH3的物質的量：n（NH3）= =2mol，由反應式NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl可知各反應物和生成物之間物質的量相等的關系，所以，可生成NaHCO3的質量：m（NaHCO3）=2 mol×84 gmol﹣1=168 g，溶液中剩余的水的質量為：m（H2O）= ﹣2mol×18g/mol=280.8g，這些水在40℃時可溶解NaHCO3的質量：m（NaHCO3）= =36.5g，（1）析出NaHCO3的質量為：m（NaHCO3）=168 g﹣36.5 g=131.5 g，答：可析出NaHCO3為131.5g；（2）現有NH4Cl質量：m（NH4Cl）=2 mol×53.5 gmol﹣1=107 g，40℃時，280.8 g水中可溶NH4Cl質量： =129.17g，因為129.17 g＞107 g，所以NH4Cl不能析出，答：NH4Cl不能析出；（3）降溫至10℃，可析出NH4Cl：m（NH4Cl）=2 mol×53.5 gmol﹣1﹣ =14.3g，答：若降溫至10℃，可析出NH4Cl14.3g；（4）降溫至10℃時，NH4Cl溶液已飽和，可加入NaCl粉末，攪拌使之溶解，從而增加Cl﹣離子濃度，使NH4Cl的 平衡向左移動，則可析出更多的NH4Cl晶體．答：降溫至10℃時，若要析出更多的NH4Cl晶體，可加入NaCl粉末．
（1）根據40℃時NaCl的溶解度，可以計算出434 g食鹽水中NaCl的質量和物質的量，計算44.8L（標準狀況）NH3的物質的量，反應式NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl計算生成NaHCO3的質量和溶液中剩余的水的質量，再結合40℃時NaHCO3的溶解度計算可溶解NaHCO3的質量，析出NaHCO3的質量為生成的NaHCO3質量減去溶解的NaHCO3的質量；（2）計算生成的NH4Cl質量和40℃時280.8 g水中可溶NH4Cl質量，比較二者的大小；（3）根據10℃時NH4Cl的溶解度，計算280.8 g水中可溶NH4Cl質量，然后用生成的NH4Cl質量減去該部分質量即可；（4）降溫至10℃時，NH4Cl溶液已飽和，可加入NaCl粉末，從而增加Cl﹣離子濃度，使NH4Cl的溶解平衡向左移動．