Question

18．我國化學(xué)家侯德榜于1923年研制成功的“聯(lián)合制堿法（又稱侯氏制堿法）”的主要特點是：在濃氨水（NH₃極易溶于水）中通入足量的二氧化碳生成一種鹽，然后在此溶液中加入細(xì)的食鹽粉末，由于NaHCO₃在該狀態(tài)下溶解度很小，呈晶體析出，同時由于大部分酸式碳酸鹽加熱容易轉(zhuǎn)變?yōu)檎�鹽，所以將析出的NaHCO₃加熱分解即可得純堿，請回答：
（1）寫出上述過程中的反應(yīng)方程式：
①NH₃•H₂O+CO₂=NH₄HCO₃ ；②NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；③2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）用上述方法生產(chǎn)的起始原料為NH₃•H₂O；CO₂；NaCl（寫化學(xué)式下同），最終產(chǎn)物為Na₂CO₃、NH₄Cl，該生產(chǎn)過程中沒有涉及的反應(yīng)類型是置換反應(yīng)（選填四種基本類型反應(yīng)）．
（3）有人認(rèn)為該反應(yīng)有四大優(yōu)點，你認(rèn)為正確的是ABD．
①生產(chǎn)過程中的部分產(chǎn)品可循環(huán)使用    ②反應(yīng)不需要加熱
③副產(chǎn)品不污染環(huán)境     ④副產(chǎn)品是一種可利用的化肥
（4）氨溶于水的實驗可設(shè)計成噴泉．如圖1和圖2都可用來做噴泉實驗：（上部燒瓶均已裝滿干燥的氨氣）
用圖1裝置進(jìn)行噴泉實驗，引發(fā)水上噴的操作是打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水；如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法：打開夾子，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱氣體膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉．
（5）在NaHCO₃濃溶液中加入CaCl₂溶液，立即產(chǎn)生白色沉淀和大量氣泡．試寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)濃氨水和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫銨進(jìn)行分析，
②根據(jù)碳酸氫鈉的溶解度很小，以晶體形式析出，兩者交換成分進(jìn)反應(yīng)，
③根據(jù)碳酸氫鈉受熱分解出碳酸鈉來判斷．
書寫方程式時必須配平，注明反應(yīng)條件，標(biāo)出氣體或沉淀符號．
（2）根據(jù)信息“在濃氨水中通入足量的二氧化碳生成一種鹽，然后在此鹽溶液中加入細(xì)的食鹽粉末”判斷并回答．根據(jù)信息“NH₄HCO₃與NaCl的反應(yīng)產(chǎn)物是碳酸氫鈉和氯化銨，及將析出的碳酸氫鈉加熱分解即可制得純堿”判斷并回答．根據(jù)生產(chǎn)過程發(fā)生的反應(yīng)，以及各反應(yīng)類型的定義和特點回答；
（3）A、根據(jù)生產(chǎn)過程中所涉及物質(zhì)的來源和去向判斷．
B、根據(jù)氯化銨的組成判斷．
C、根據(jù)碳酸氫鈉分解制純堿的條件判斷．
D、根據(jù)氯化銨的用途判斷．
（4）利用氨氣極易溶于水，形成壓強(qiáng)差而形成噴泉，加熱時燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，氣體體積膨脹，當(dāng)氨氣與水接觸時會導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減�。�
（5）以氯化鈣可以和碳酸氫鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣、氯化鈉、水和二氧化碳，寫出化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①濃氨水和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫銨，故答案為：NH₃•H₂O+CO₂=NH₄HCO₃；
②碳酸氫鈉的溶解度很小，表現(xiàn)為沉淀，所以可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，碳酸氫銨和氯化鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨，故答案為：NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
③碳酸氫鈉在受熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）根據(jù)信息“在濃氨水中通入足量的二氧化碳生成一種鹽，然后在此鹽溶液中加入細(xì)的食鹽粉末”判斷，原始原料有氨水、二氧化碳、氯化鈉，化學(xué)式分別為：NH₃•H₂O；CO₂；NaCl．
根據(jù)信息“由于大部分酸式碳酸鹽不穩(wěn)定，加熱后容易轉(zhuǎn)化為正鹽、水和二氧化碳，所以將析出的碳酸氫鈉加熱分解即可制得純堿”可知，最終產(chǎn)物是純堿，另外，在得到碳酸氫鈉的現(xiàn)時還得到一種副產(chǎn)物氯化銨，化學(xué)式分別為：Na₂CO₃、NH₄Cl．
在生產(chǎn)過程發(fā)生的反應(yīng)有CO₂+NH₃．H₂O═NH₄HCO₃、NaCl+NH₄HCO₃=NaHCO₃↓+NH₄Cl和2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑它們分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)，缺少置換反應(yīng)類型；
故填：NH₃•H₂O；CO₂；NaCl；Na₂CO₃、NH₄Cl；置換反應(yīng)
（3）A、生產(chǎn)過程步驟④得到的氯化鈉溶液可作為步驟②制碳酸氫鈉的原料循環(huán)使用，所以正確．
B、副產(chǎn)品是氯化銨，其中含有氮元素，是一種氮肥，所以正確．
C、步驟③碳酸氫鈉分解制純堿時需要加熱，所以錯誤．
D、氯化銨是一種氮肥，可再利用，不是污染物，所以正確．
故選：ABD．
（4）氨氣極易溶于水，如果打開止水夾，氨氣溶于水后燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)迅速減小，而形成噴泉；加熱時燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，氣體體積膨脹，當(dāng)氨氣與水接觸時，因氨氣極易溶于水而導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)迅速減小而形成噴泉，
故答案為：打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水；打開夾子，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱氣體膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉．
（5）氯化鈣可以和碳酸氫鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣、氯化鈉、水和二氧化碳，故填：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O

點評 本題考查氨氣的制備和性質(zhì)，題目難度不大，本題注意形成噴泉的原理和操作方法．書寫化學(xué)方程式時，首先分析應(yīng)用的原理，然后根據(jù)反應(yīng)物、生成物書寫方程式，注意要遵守書寫規(guī)則．