Question

【題目】某化學小組模擬“侯氏制堿法”，以NaCl、NH3、CO2和水等為原料以及下圖所示裝置制取NaHCO3，反應的化學方程式為NH3+CO2+H2O+NaCl = NaHCO3↓+NH4Cl。然后再將NaHCO3制成Na2CO3。

⑴裝置乙的作用是__________。為防止污染空氣，尾氣中含有的_____需要進行吸收處理。

⑵由裝置丙中產生的NaHCO3制取Na2CO3時，需要進行的實驗操作有__________。NaHCO3轉化為Na2CO3的化學方程式為___________。

⑶若在⑵中灼燒的時間較短，NaHCO3將分解不完全，該小組對一份加熱了t1min的NaHCO3樣品的組成進行了以下探究。

取加熱了t1min的NaHCO3樣品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中有關離子的物質的量的變化如下圖所示。

則曲線c對應的溶液中的離子是______（填離子符號）；該樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質的量之比是_____。

⑷若取21.0 g NaHCO3固體，加熱了t2min后，剩余固體的質量為l4.8 g。如果把此剩余固體全部加入到200 mL 2 mol·L-1的鹽酸中則充分反應后溶液中H+的物質的量濃度為_________（設溶液體積變化忽略不計）。

Answer 1

【答案】（1）除去二氧化碳中的氯化氫氣體（2分） 氨氣 （1分）

（2）過濾、洗滌、灼燒 （各1分） 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（2分）

（3）HCO3－（2分） 1:2 （2分） （4） 0.75 mol/L（2分）

【解析】試題分析：（1）裝置甲是制備二氧化碳氣體的反應裝置，生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，對制備碳酸氫鈉有影響，裝置乙的作用是吸收氯化氫氣體；最后的尾氣中含有氨氣不能排放到空氣中，需要進行尾氣吸收；故答案為：吸收HCl；NH3；（2）由裝置丙中產生的NaHCO3發生的反應為，NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；制取Na2CO3時需要過濾得到晶體，洗滌后加熱灼燒得到碳酸鈉；故答案為：過濾、洗滌、灼燒；（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO3將分解不完全，該小組對一份加熱了t1min的NaHCO3樣品的組成進行了研究．取加熱了t1min的NaHCO3樣品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，發生反應 CO32-+H+=HCO3-； HCO3-+H+=CO2↑+H2O；溶液中有關離子的物質的量的變化為碳酸根離子減小，碳酸氫根離子濃度增大，當碳酸根離子全部轉化為碳酸氫根離子，再滴入鹽酸和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳，碳酸氫根離子減小，所以c曲線表示的是碳酸氫根離子濃度變化；碳酸根離子濃度0.2mol/L；碳酸氫根離子濃度為0.1mol/L；樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質的量之比是1：2；故答案為：HCO3-； 1：2；（4）若取21g NaHCO3固體物質的量為0.25mol ，加熱了t2min后，剩余固體的質量為14.8g．依據化學方程式存在的質量變化計算： 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△m

2 1 62

0.2mol 0.1mol 21g-14.8g

反應后NaHCO3物質的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；消耗氯化氫物質的量0.05mol； Na2CO3物質的量=0.1mol，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，消耗氯化氫物質的量0.2mol；剩余氯化氫物質的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol，剩余溶液中c（H+）=0.75mol/L