Question

【題目】在用氨氣飽和的食鹽水中通入足量二氧化碳可生成NaHCO3固體，反應(yīng)原理如下： NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl，化學(xué)興趣小組同學(xué)根據(jù)該原理和如下裝置在實驗室制備NaHCO3。

實驗步驟如下：

Ⅰ、連接好如圖裝置，檢查氣密性后，在儀器內(nèi)裝入相應(yīng)藥品。

Ⅱ、在丙裝置制備氨氣，并通入到丁中飽和食鹽水中，直至不再溶解時，然后在飽和食鹽水中通入二氧化碳氣體，片刻后，丁裝置廣口瓶中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向廣口瓶中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。

Ⅲ、過濾丁中廣口瓶中所得的混合物，洗滌、干燥，得到NaHCO3固體。

(1)盛裝鹽酸的儀器名稱是_____________。

(2)乙中溶液是_______（填字母代號）。

A．濃硫酸 B．飽和Na2CO3溶液 C．飽和NaHCO3溶液

(3)裝置的部分連接順序是：a接________（填“c”或“d”）；丁裝置中球形干燥管的作用是_________________________________。

(4)請解釋在實驗步驟Ⅱ中，先通入氨氣的理由是________________________________________。

(5)取m g NaHCO3樣品（雜質(zhì)只含有少量NaCl）溶于足量鹽酸，蒸干后稱得固體質(zhì)量為n g，則樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為_____________（用含m、n的代數(shù)式表示，不用化簡）。

Answer 1

【答案】分液漏斗 C d 防止倒吸 在相同條件下，氨氣在水中的溶解度遠大于二氧化碳，在飽和食鹽水中先通入氨氣，形成濃的食鹽氨水混合溶液，能與更多的二氧化碳反應(yīng)，進而提高NaHCO3的產(chǎn)量

【解析】

“侯氏制堿法”的實驗原理是：CO2+NH3+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，即制堿過程中所需的兩種氣體是CO2和NH3，實驗室用塊狀石灰石和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，用濃氨水和CaO或NH4Cl和堿石灰混合制NH3。NH3極易溶于水，而CO2在水中的溶解度不大，為使CO2能更多地溶于水與NaCl反應(yīng)，可先使NH3溶于水達飽和，使溶液呈堿性，這會使酸性氧化物更多地被溶解吸收。因NH3極易溶于水，故要考慮到NH3的倒吸問題。設(shè)計實驗證明固體大部分是NH4Cl時，首先應(yīng)想到NH4Cl的性質(zhì)：加熱易分解，冷卻又化合，故可圍繞此性質(zhì)來設(shè)計實驗。

(1)根據(jù)儀器的構(gòu)造可知，盛裝鹽酸的儀器名稱是分液漏斗；

(2)鹽酸易揮發(fā)，制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體，必須通過飽和NaHCO3溶液除去氯化氫，則乙中溶液是飽和NaHCO3溶液；

答案選C；

(3)足量的CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3，裝置A產(chǎn)生CO2，裝置B產(chǎn)生NH3，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，則b接d，故a接c；

(4) 先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應(yīng)，更有利于二氧化碳氣體的吸收，故應(yīng)先發(fā)生氨氣的制備反應(yīng)；

(5)取m g NaHCO3樣品（雜質(zhì)只含有少量NaCl）溶于足量鹽酸，蒸干后稱得固體質(zhì)量為n g，根據(jù)反應(yīng)方程式NaHCO3+HCl= NaCl +CO2 ↑+H2O，設(shè)NaHCO3的質(zhì)量為x，利用差量法可知：

，則樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為。