Question

【題目】我國(guó)化工專(zhuān)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)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質(zhì)溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。下面是在實(shí)驗(yàn)室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：連接好裝置，檢驗(yàn)氣密性，在儀器內(nèi)裝入藥品。

第二步：先讓一裝置發(fā)生反應(yīng)，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解時(shí)，再通入另一裝置中產(chǎn)生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產(chǎn)生。

第三步：過(guò)濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。

第四步：向?yàn)V液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出。……

請(qǐng)回答下列問(wèn)題(提示B分液漏斗中為濃氨水，滴入燒瓶可產(chǎn)生氨氣)：

(1)裝置的連接順序是：(a)接________，________接________；(b)接________

(2)A中常選用的固體反應(yīng)物為______________；D中應(yīng)選用的液體為________________(填化學(xué)式)。

(3)第二步驟中必須先讓__________裝置先發(fā)生反應(yīng)。

(4)C中用球形干燥管而不用直導(dǎo)管，其作用是______________________________，C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為______________________ 。

(5)在第四步中分離NH4Cl晶體的操作是____________________(填操作名稱(chēng))；其所得的NH4Cl晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3(約占5%~8%)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明所得固體的成分中含有Na＋，簡(jiǎn)要寫(xiě)出操作和現(xiàn)象____________________________________。

Answer 1

【答案】f e d c CaCO3 NaHCO3 B 防倒吸 H2O＋CO2＋NH3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 過(guò)濾 用一根潔凈的鉑金絲蘸取少量固體進(jìn)行焰色反應(yīng)，若火焰呈黃色，則含有Na＋

【解析】

（1）根據(jù)裝置A制取CO2，裝置B制取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，據(jù)此分析連接儀器裝置；

（2）根據(jù)A裝置是制備二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體分析解答；

（3）氨氣易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小，據(jù)此判斷；

（4）根據(jù)氨氣極易溶于水判斷C中用球形干燥管的原因；C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體NaHCO3，依據(jù)侯氏制堿法原理書(shū)寫(xiě)方程式；

（5）分離氯化銨沉淀通常用過(guò)濾操作，檢驗(yàn)鈉離子一般用焰色反應(yīng)分析解答。

（1）根據(jù)題干信息可知裝置A產(chǎn)生CO2，裝置B產(chǎn)生NH3，由于生成的二氧化碳中含有氯化氫會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)，所以裝置D除去二氧化碳中的HCl，氨氣極易溶于水，氨氣通入C中應(yīng)防止倒吸，則b接c，a接f、e接d；

（2）A裝置是制備二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)，所以固體為CaCO3，生成的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫，若不除去碳酸氫鈉難以形成，所以應(yīng)該用飽和碳酸氫鈉溶液除去；

（3）候氏制堿方法是利用氨氣溶解性大極易溶解于水，二氧化碳?xì)怏w水中溶解性較小，實(shí)驗(yàn)時(shí)飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳?xì)怏w，因此實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，應(yīng)讓B裝置先發(fā)生反應(yīng)；

（4）氨氣極易溶于水，用直導(dǎo)管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發(fā)生倒吸，C中用球形干燥管球形部分液面上升慢起緩沖作用，可以防止倒吸；侯氏制堿法，也稱(chēng)為聯(lián)合制堿法，化學(xué)反應(yīng)原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，所以C中廣口瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生固體的總化學(xué)方程式為H2O＋CO2＋NH3＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl；

（5）第四步：向?yàn)V液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出，分離固體和液體用過(guò)濾的方法。證明所得固體的成分中含有Na＋的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象為：用一根潔凈的鉑金絲蘸取少量固體進(jìn)行焰色反應(yīng)，若火焰呈黃色，則含有Na＋。