Question

3．“侯氏制堿法”是我國著名的工業(yè)化學家侯德榜發(fā)明的，該制堿法為中國化學工業(yè)乃至世界化學工業(yè)做出了重要的貢獻．請回答以下問題：
（1）為了驗證NaHCO₃和Na₂CO₃的穩(wěn)定性，設計了如圖1的實驗裝置（鐵架臺、夾持儀器、加熱裝置等已省略）：

在Y中應放的物質是Na₂CO₃（填化學式）；
（2）某化學研究性學習小組以NH₃、CO₂、飽和食鹽水為原料，模擬侯德榜先生制堿原理設計了如圖2的實驗裝置．
①寫出對應儀器的名稱：a分液漏斗，b圓底燒瓶；
②實驗的操作步驟中，打開旋塞K₁、K₂的合理順序為：先打開K₁，后打開K₂（填字母代號）．理由是氨氣在水中溶解度很大，先通氨氣有利于二氧化碳的充分吸收，可提高制堿的效率；
③利用該裝置制得的NaHCO₃將采用過慮（填實驗操作）分離；裝置中氣膽的作用是平衡內外壓強，存儲剩余氣體；
（3）實驗室欲配制500mL0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液．
①配制溶液時需用的玻璃儀器主要有量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管；
②下列情況會造成所配溶液的濃度偏低的是a、c．
a．加水時超過刻度線            b．容量瓶內壁附有水珠而未干燥處理
c．未洗滌燒杯和玻璃棒          d．定容時俯視刻度線．

Answer 1

分析 侯氏制堿法的流程是在氨化飽和的氯化鈉溶液里通CO₂氣體，因碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，有碳酸氫鈉沉淀生成，經過濾、洗滌干燥后，再將碳酸氫鈉加熱分解可得純堿，同時生成的CO₂氣體循環(huán)利用，
（1）碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定，可選擇間接加熱的方法來比較二種鹽的穩(wěn)定性；
（2）①可結合常見的化學儀器判定儀器a是分液漏斗，b是圓底燒瓶；
②侯氏制堿法的原理是先通NH₃，再通CO₂，主要是利用氨氣溶解于水形成堿性溶液，可利于溶解更多的CO₂；
③從溶液里獲得不溶物可以使用過濾操作進行分離，氣膽可以起到穩(wěn)壓作用，容器內壓強偏大，氣膽擴張，可以收集剩余氣體；
（3）①配制一定物質的量濃度的溶液需要的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶、膠頭滴管等；
②可根據(jù)c=$\frac{n}{V}$進行判斷，如果操作導致溶質偏多，則濃度偏大，導致溶液體積偏大，則濃度偏��；

解答 解：（1）Y是直接加熱的固體，可選擇碳酸鈉，X是間接加熱選擇碳酸氫鈉，這樣實驗時直接加熱的碳酸鈉不分解，間接加熱的碳酸氫鈉發(fā)生分解，可得到碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定，故答案為：Na₂CO₃；
（2）①裝置中儀器a是分液漏斗，b是圓底燒瓶，故答案為：分液漏斗；圓底燒瓶；
②因為要先通NH₃，再通CO₂，則需先打開K₁，再打開K₂，主要是氨氣在水中溶解度很大，先通氨氣有利于二氧化碳的充分吸收，可提高制堿的效率，故答案為：K₁；K₂；氨氣在水中溶解度很大，先通氨氣有利于二氧化碳的充分吸收，可提高制堿的效率；
③利用過慮操作從反應后的混合液中獲得碳酸氫鈉，氣膽可起到平衡內外壓強，存儲剩余氣體的作用，故答案為：過濾；平衡內外壓強，存儲剩余氣體；
（3）①配制5500mL0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液，除量筒、燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器有500mL容量瓶及膠頭滴管，故答案為：500mL容量瓶、膠頭滴管；
②a．加水時超過刻度線，溶液體積偏大，濃度偏低，故正確；          
b．容量瓶內壁附有水珠而未干燥處理，對溶質及溶液的體積無影響，對濃度也無影響，故錯誤；
c．未洗滌燒杯和玻璃棒，溶質沒有完全轉移到容量瓶中，濃度偏低，故正確；          
d．定容時俯視刻度線，液面在刻度線以下，溶液體積偏小，濃度偏大，故錯誤；
故答案為：ac．

點評 本題以侯氏制堿法為載體，考查了物質分離提純的基本操作、配制一定物質的量的濃度的實驗操作及誤差分析，屬基礎性考查，難度不大，對學生雙基要求比較高．