Question

【題目】某課外活動(dòng)小組模擬工業(yè)制備純堿，方案如下：

(一)實(shí)驗(yàn)原理：向飽和食鹽水中通入足量氨氣和過(guò)量二氧化碳，析出溶解度較小的碳酸氫鈉。（1）寫出相關(guān)離子方程式 。

(二)實(shí)驗(yàn)裝置：所需實(shí)驗(yàn)藥品和裝置如下圖所示：

(三)實(shí)驗(yàn)步驟：

(2)組裝好裝置，然后應(yīng)該進(jìn)行的操作是 。

(3)中間的燒瓶中加入20mL飽和食鹽水，并將其浸入冰水中；D中加入足量氫氧化鈉固體，E中加入足量濃氨水；B中加入足量碳酸鈣粉末，A中加入足量稀硫酸于(可分多次加入)。儀器A的名稱是 ，選擇用稀硫酸而不用稀鹽酸的好處是 。

(4)先打開 (填K1或K2)，將裝置A或E中的試劑慢慢加入圓底燒瓶。大約20分鐘左右時(shí)，觀察到飽和食鹽水上方有 現(xiàn)象時(shí)，再打開 (填K1或K2)，將裝置A或E中的試劑慢慢加入圓底燒瓶，大約5分鐘即有渾濁出現(xiàn)，約15分鐘出現(xiàn)大量白色固體。

(四)純堿制備：

(5)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，欲得到純堿，將固體過(guò)濾、洗滌后，還需進(jìn)行的操作是 (不加任何其它試劑，裝置任選)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；若將上述操作產(chǎn)生的氣體全部通過(guò)濃硫酸，再通過(guò)足量的過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉增重0.28g，則制得的純堿質(zhì)量為 g。

Answer 1

【答案】

（1）Na++H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+ NH4+

（2）檢查裝置氣密性

（3）分液漏斗；鹽酸易揮發(fā),CO2混有氯化氫

（4）K2；大量白霧；K1

（5）加熱；2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2；1.06g

【解析】

試題分析：（1）向飽和食鹽水中通入足量氨氣和過(guò)量二氧化碳，析出溶解度較小的碳酸氫鈉。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，離子方程式為：Na++H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+ NH4+。

故答案為：Na++H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+ NH4+；

（2）模擬工業(yè)制備純堿：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，圖中裝置A、B制取二氧化碳，裝置D、E制取氨氣，中間的燒瓶?jī)煞N氣體和氯化鈉反應(yīng)都需要不漏氣，所以儀器按上圖組裝好后，首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置氣密性，

故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；

（3）根據(jù)儀器特點(diǎn)可知A為分液漏斗，二氧化碳為制備純堿的原料氣體，氯化氫能和碳酸鈉、碳酸氫鈉反應(yīng)，氯化氫易揮發(fā)，用鹽酸和碳酸鈣制取的二氧化碳中混有氯化氫，影響后續(xù)反應(yīng)，所以用難揮發(fā)的硫酸分多次和碳酸鈣粉末反應(yīng)制取二氧化碳，

故答案為：分液漏斗；鹽酸易揮發(fā)，CO2中混入HCl；

（4）因氨氣溶解度大，先通入氨氣使溶液呈堿性，增大二氧化碳的吸收量，增大碳酸氫根離子的濃度，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先通入氨氣，先打開K2，將裝置E中的試劑慢慢加入圓底燒瓶，燒瓶中氫氧化鈉遇水放熱，同時(shí)電離出大量OH-離子，使NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)生氨氣，大約20分鐘左右時(shí)，觀察到飽和食鹽水上方有大量的白霧時(shí)，氨氣在氯化鈉溶液中已經(jīng)飽和，所以再打開K1，制取二氧化碳通入二氧化碳反應(yīng)。

故答案為：K2；大量的白霧；K1；

（5）碳酸氫鈉受熱發(fā)生的反應(yīng)為：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，濃硫酸具有吸水性，所以濃硫酸增重的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，再通過(guò)足量的過(guò)氧化鈉，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，反應(yīng)本質(zhì)為：CO+Na2O2=2Na2CO3，固體增重為CO的質(zhì)量，故過(guò)氧化鈉增加的質(zhì)量為2.8g為CO的質(zhì)量，n（CO）==0.1mol，根據(jù)碳原子守恒：n（CO）=n（CO2）=0.1mol，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，n（Na2CO3）=n（CO2）=0.1mol，則制得的純堿質(zhì)量為：m（Na2CO3）=nM=0.1mol×106g/mol=10.6g。

故答案為：加熱（或灼燒）；2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；10.6。