Question

下面是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO₃的實驗步驟．
第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內裝入藥品．
第二步：先讓一裝置發(fā)生反應，直到產(chǎn)生的氣體不能再在C中溶解，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：過濾C中所得的混合物，得到NaHCO₃固體．
第四步：向濾液中加入適量的NaCl粉末，有NH₄C1晶體析出．
（1）如圖所示裝置的連接順序是：a接

 

；

 

接

 

；b接

 

．

（2）A中常選用的固體反應物為

 

；D中應選用的液體為

 

（3）第二步中必須先讓

 

裝置先發(fā)生反應
（4）C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是

 

（5）第四步中分離出NH₄Cl晶體的操作是

 

；其所得的NH₄C1晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO₃（約占5%～8%），請設計一個簡單的實驗，證明所得固體的成分大部分是NH₄C1．簡要寫出操作和現(xiàn)象：

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗設計題

分析：（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中應防止倒吸，據(jù)此分析連接儀器裝置；
（2）A裝置是制備二氧化碳氣體一般用碳酸鈣和鹽酸反應生成，B是制取氨氣裝置，二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，會影響碳酸氫鈉的生成，D為裝置除雜可以用飽和碳酸氫鈉溶液；
（3）氨氣易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小，制取碳酸氫鈉時先要得到含氨的飽和食鹽水；
（4）C中用球形干燥管球形部分空間大，液面上升緩慢，起緩沖作用，所以不用直導管；
（5）分離氯化銨沉淀通常用過濾操作，氯化銨晶體中常含有少量的氯化鈉和碳酸氫鈉，實驗證明所得固體的成分大部分是氯化銨，是利用氯化銨的性質，受熱生成氯化氫和氨氣氣體，在試管口處溫度降低重新生成固體氯化銨分析判斷．

解答： 解：（1）足量的CO₂與NaOH反應生成NaHCO₃，裝置A產(chǎn)生CO₂，裝置B產(chǎn)生NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應防止倒吸，則b接c，故a接f、e接d，
故答案為：f；e；d；c；
（2）A裝置是制備二氧化碳氣體的反應，所以固體為CaCO₃用塊狀石灰石，生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，若不除去碳酸氫鈉難以形成，所以應用飽和碳酸氫鈉溶液或飽和氯化鈉溶液除去，故答案為：塊狀石灰石；飽和NaHCO₃溶液；
（3）候氏制堿方法是利用氨氣溶解性大極易溶解于水，二氧化碳氣體水中溶解性較小，實驗飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳氣體；實驗操作過程中，應讓B裝置先發(fā)生反應，
故答案為：B；
（4）氨氣極易溶于水，用直導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，故答案為：防倒吸；
（5）第四步：向濾液中加入適量的NaCl粉末，有NH₄Cl晶體析出，分離固體和液體用過濾的方法，步驟④中所得的氯化銨晶體中常含有少量的氯化鈉和碳酸氫鈉（約占5%～8%），設計簡單的實驗證明所得固體的成分大部分是氯化銨，是利用氯化銨的分解產(chǎn)物為氣體，溫度降低氨氣和氯化氫氣體會重新生成固體氯化氨，方法為：取少量樣品于試管中，用酒精燈加熱，看到試管上端有白煙生成（或試管口有白色晶體），最后剩余極少量的固體，從而證明所得固體的成分大部分是氯化銨；
故答案為：過濾；取少量樣品于試管中，用酒精燈加熱，看到試管上端有白煙生成（或試管口有白色晶體），最后剩余極少量的固體，從而證明所得固體的成分大部分是氯化銨．

點評：本題考查了實驗制備碳酸氫鈉的過程分析和裝置作用判斷，掌握候氏制堿的反應原理和反應特征是解題關鍵，熟練掌握工業(yè)制備流程和注意問題，能順利解決問題，側重于考查學生的實驗探究能力，題目難度中等．