Question

（15分）已知NaHCO₃低溫時溶解度小。德榜制堿的方法是：向氨化的飽和食鹽水中通入過量的二氧化碳，即有晶體析出，經過濾、洗滌、焙燒得純堿。此過程可以表示為：

    ①NaCl（飽和）＋NH₃＋CO₂＋H₂O＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl（此反應是放熱反應）

    ②2NaHCO₃Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O

現某化學小組根據上述原理在實驗室中模擬制堿過程，下圖C裝置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均達到了飽和。

（1）制CO₂時為了使反應隨開隨用，隨關隨停，上圖A方框內應選用以下_________裝置（填序號）。簡述該裝置能隨關隨停的理由________________。

（2）為使實驗能夠進行，在B、D方框內補上所需裝置：_________________（將裝置圖畫在答題卡上），并指明所用試劑：_________________。

（3）該小組同學按正確的方法連接裝置，檢驗氣密性合格后進行實驗，發現析出的晶體非常少。老師的指導下，他們對某個裝置進行了改進，達到了實驗目的。你認為他們的改進方法是___________________。

（4）若所用飽和食鹽水中含有NaCl的質量為5．85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質量為5．46g，假設第二步分解時沒有損失，則Na₂CO₃的產率為______________。

 

Answer 1

【答案】

（1）③（1分）， 關閉彈簧夾后反應生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應  （2分）

（2）試劑：飽和碳酸氫鈉溶液  試劑：稀硫酸或水（畫圖2分，試劑1分，共6分）

（3）將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）（3分）

（4）65%（3分）

【解析】（1）實驗室制取二氧化碳一般采用塊狀大理石和鹽酸反應，要使反應隨開隨用，隨關隨停，關鍵是使固體和溶液分離才能到達目的，故一般采用簡易啟普發生器，即裝置③。原因是關閉彈簧夾后反應生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應。

（2）因為生成的二氧化碳氣體混有氯化氫氣體，再通入到C之前要先除雜，試劑選用飽和的碳酸氫鈉溶液。由于氨氣極易溶于水，所以為了防止倒吸，需要加入1個防倒吸的裝置，試劑可以是水或者稀硫酸。

（3）因為NaHCO₃低溫時溶解度小，所以要大量析出，需要降低溶液的溫度。

（4）NaCl的質量為5．85g，所以根據原子守恒可知理論上應得到8.4g碳酸氫鈉。由于第二步分解時沒有損失，所以Na₂CO₃的產率是。