Question

17．我國(guó)化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)．他以NaCl、NH₃、CO₂等為原料先制得NaHCO₃，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（1）NH₃、CO₂與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c．
a．碳酸氫鈉難溶于水     b．碳酸氫鈉受熱易分解
c．碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小，所以在溶液中首先結(jié)晶析出
（2）某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案實(shí)驗(yàn)．
①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．

試回答下列有關(guān)問題：
（Ⅰ）乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的NH₃；
（Ⅲ）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離出NaHCO₃ 的操作是過濾（填分離操作的名稱）．
②另一位同學(xué)用圖中戊裝置（其它裝置未畫出）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從a管通入NH₃ 氣體，再?gòu)腷管中通入CO₂氣體；
（Ⅱ）有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是增大氣體與溶液接觸面積，提高CO₂吸收率；
（3）請(qǐng)你再寫出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法：用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng)，或往燒堿溶液中通入過量CO₂；或往飽和Na₂CO₃溶液中通入過量CO₂ 等．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對(duì)較小分析判斷；
（2）①（I）依據(jù)用鹽酸制取二氧化碳時(shí)常會(huì)含有氯化氫氣體分析即可解答；
（II）依據(jù)稀硫酸能與氨氣反應(yīng)分析解答；
（Ⅲ）依據(jù)分離固體與液體采用的實(shí)驗(yàn)操作分析解答；
②（I）根據(jù)氨氣易溶于水，從制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水分析解答；
（II）從裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的接觸面積變大分析判斷；
（3）從題干信息以及所學(xué)的制取碳酸氫鈉的知識(shí)解答．

解答 解：（1）a．碳酸氫鈉易溶于水，故錯(cuò)誤；
b．碳酸氫鈉受熱易分解，與其在溶液中首先結(jié)晶析出無關(guān)，故錯(cuò)誤；
c．碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)于氯化銨來說碳酸氫鈉的溶解度更小一些，所以在溶液中首先結(jié)晶析出，故正確；
故答案為：c；
（2）①（I）利用鹽酸制取二氧化碳時(shí)，因鹽酸易揮發(fā)，所以，二氧化碳中常會(huì)含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)不與二氧化碳反應(yīng)，所以通過碳酸氫鈉的溶液是可以除掉二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫氣體，故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
（II）實(shí)驗(yàn)過程中氨氣可能有剩余，而稀硫酸能與氨氣反應(yīng)，所以稀硫酸的作用是吸收末反應(yīng)的NH₃，故答案為：吸收未反應(yīng)的NH₃；
（Ⅲ）分離出NaHCO₃晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實(shí)驗(yàn)操作是過濾操作，故答案為：過濾；
②（I）制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水，氨氣極易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以應(yīng)先通入氨氣，所以a端通入，從而保證了從b通入二氧化碳時(shí)，二氧化碳被充分反應(yīng)，故答案為：a；NH₃；b；CO₂；
（II）裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的二氧化碳與溶液的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率，故答案為：增大氣體與溶液接觸面積，提高CO₂吸收率解；
（3）從題干信息NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；可得制取碳酸氫鈉的方法，同時(shí)也可采用燒堿溶液中通入過量CO₂或往飽和Na₂CO₃ 溶液中通入過量CO₂ 等得到碳酸氫鈉，故答案為：用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng)，或往燒堿溶液中通入過量CO₂；或往飽和Na₂CO₃ 溶液中通入過量CO₂等．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查“侯氏制堿法”的反應(yīng)原理，題目較為綜合，難度較大，解答須明晰制堿的原理．