Question

某校學(xué)生在實驗室中設(shè)計了如下裝置，模擬侯德榜制堿法，獲得碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)原理可用如下化學(xué)方程式表示：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NH₄Cl+NaHCO₃↓，依據(jù)此原理，再將碳酸氫鈉晶體加熱分解而制得碳酸鈉晶體，其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和：
（1）A裝置的名稱是：______．C裝置中稀硫酸的作用為：______，使用球形干燥管的目的是：______．
（2）下表中所列出的是相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)（g/100g水）

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

參照表中數(shù)據(jù)，請分析B裝置中使用冰水是因為______．
（3）該校學(xué)生在檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體，指導(dǎo)教師指出應(yīng)在______裝置之間（填寫字母）連接一個盛有______的洗氣裝置，其作用是______．
（4）若該校學(xué)生進行實驗時，所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.04g，則NaHCO₃的產(chǎn)率為______．

Answer 1

解：（1）依據(jù)裝置圖分析，A為啟普發(fā)生器，用來制取固體和液體不需要加熱，生成的氣體難溶于水的氣體制備反應(yīng)，依據(jù)侯德榜制堿法，可知生成二氧化碳；其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和；C裝置中的稀硫酸時吸收揮發(fā)出的氨氣，避免污染空氣；因為氨氣極易溶于水，球形干燥管的組裝是為了防止倒吸，
故答案為：啟普發(fā)生器；吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣，減少污染；防止倒吸；
（2）圖表中物質(zhì)溶解度比較可知，溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出，符合制備要求，故答案為：溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出；
（3）檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體，說明生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，和氨氣反應(yīng)后，溶液中不易生成碳酸氫鈉；需要在A和B之間利用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，然后通入氨化的飽和食鹽水中，反應(yīng)析出碳酸氫鈉晶體，故答案為：A與B；飽和NaHCO₃溶液；除去CO₂中混合的HCl氣體；
（4）所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.04g，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂=NaHCO₃↓+NH₄Cl；5.85gNaCl全部反應(yīng)生成NaHCO₃質(zhì)量為8.4g，實際生成5.04g，所以NaHCO₃的產(chǎn)率=×100%=×100%=60%，
故答案為：60%．
分析：（1）依據(jù)裝置圖分析，A為啟普發(fā)生器，用來制取固體和液體不需要加熱，生成的氣體難溶于水的氣體制備反應(yīng)，依據(jù)侯德榜制堿法，可知生成二氧化碳；其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和；C裝置中的稀硫酸時吸收揮發(fā)出的氨氣，避免污染空氣；因為氨氣極易溶于水，球形干燥管的組裝是為了防止倒吸；
（2）依據(jù)圖表中各溫度下的物質(zhì)溶解度分析，碳酸氫鈉溶解度隨溫度降低會減小析出；
（3）檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體，說明生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，和氨氣反應(yīng)后，溶液中不易生成碳酸氫鈉；需要除去氯化氫后通入氨化的飽和食鹽水中，反應(yīng)析出碳酸氫鈉晶體；除去二氧化碳氣體中的氯化氫最好用飽和碳酸氫鈉溶液；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式計算理論上得到碳酸氫鈉的質(zhì)量，結(jié)合產(chǎn)率等于實際量除以理論量．
點評：本題考查了實驗裝置和反應(yīng)過程的分析判斷，實驗裝置中的注意問題和反應(yīng)原理，除雜裝置的選擇原則，數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．