Question

10．我國化工專家侯德榜的“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=NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列問題：
（1）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c（填字母標(biāo)號(hào)）．
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)．
（Ⅰ）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：
①乙裝置中的試劑是飽和的碳酸氫鈉溶液．②丁裝置的作用是吸收未反應(yīng)的NH₃．
（Ⅱ）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)．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從a管通入NH₃氣體（填氣體分子式），再從b管通入CO₂氣體（填氣體分子式）．
②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）“純堿中常常會(huì)混有少量氯化鈉．”某研究性學(xué)習(xí)小組以一包純堿（只考慮含氯化鈉）為研究對象，探究純堿樣品中碳酸鈉的含量：稱取1.840g小蘇打樣品（含少量NaCl），配置成250mL溶液，取出25.00mL用0.1000mol•L^-1鹽酸滴定，消耗鹽酸21.50mL．
①實(shí)驗(yàn)中所需要的定量儀器除滴定管外，還有電子天平、250mL容量瓶．②樣品中NaHCO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9815．
（4）將一定質(zhì)量小蘇打樣品（只考慮含少量NaCl）溶于足量鹽酸，蒸干后稱量固體質(zhì)量，也可測定小蘇打的含量．若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出，則測定結(jié)果偏高．（選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”）

Answer 1

分析 （1）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對較小分析判斷；
（2）I、①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；
②依據(jù)稀硫酸能與氨氣反應(yīng)分析解答；
II、①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；
②從裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的接觸面積變大分析判斷依據(jù)分離固體與液體采用的實(shí)驗(yàn)操作分析解答；
（3）準(zhǔn)確稱量固體，應(yīng)用電子天平，配制溶液需要容量瓶，根據(jù)鹽酸的物質(zhì)的量可確定碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而可計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出，蒸干后所得固體質(zhì)量偏小，則小蘇打含量偏大．

解答 解：（1）a．碳酸氫鈉易溶于水，故a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b錯(cuò)誤；
c．碳酸氫鈉的溶解度相對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c正確；故答案為：c；
（2）I、①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；
②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；
II、①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：NH₃；CO₂；
②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；
（3）①準(zhǔn)確稱量固體，應(yīng)用電子天平，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，故答案為：電子天平；250mL容量瓶；
②n（HCl）=0.0215L×0.1000mol/L=0.00215mol，
則25mL溶液中n（NaHCO₃）=0.00215mol，
所以樣品中m（NaHCO₃）=0.00215mol×10×84g/mol=1.806g，
ω（NaHCO₃）=$\frac{1.806g}{1.840g}$=98.15%=0.9815，故答案為：0.9815；
（4）如全被為碳酸氫鈉，與鹽酸反應(yīng)后生成氯化鈉，質(zhì)量減小，而如全部為氯化鈉時(shí)，質(zhì)量基本不變，可知加熱后固體質(zhì)量越小，碳酸氫鈉含量越大，則若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出，蒸干后所得固體質(zhì)量偏小，則小蘇打含量偏高，故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查“侯氏制堿法”的反應(yīng)原理、設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，注意把握實(shí)驗(yàn)原理以及物質(zhì)的性質(zhì)，難度中等題．