Question

11．在實(shí)驗(yàn)室中，可利用碳酸氫鈉、氯化鈉、氯化銨等物質(zhì)溶解度的差異，通過(guò)飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應(yīng)，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，欲制得碳酸鈉晶體，某校學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置，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(dá)到飽和：

（1）A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．C裝置中稀硫酸的作用為：吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出．
（2）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(qǐng)分析B裝置中使用冰水是因?yàn)闇囟仍降�，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出．
（3）該校學(xué)生在檢查完此套裝置氣密性后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒(méi)有得到碳酸氫鈉晶體，指導(dǎo)教師指出應(yīng)在A與B裝置之間（填寫(xiě)字母）連接一個(gè)盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置，其作用是除去CO₂中混合的HCl氣體．
（4）若該校學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g，實(shí)驗(yàn)后得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.04g，則NaHCO₃的產(chǎn)率為60%．

Answer 1

分析 由制備實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中發(fā)生CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，B中發(fā)生NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NH₄Cl+NaHCO₃↓，為防止氨氣與揮發(fā)的HCl反應(yīng)，最好在A、B之間加盛有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，結(jié)合溶解度可知，B中冷水冷卻可析出NaHCO₃，C中濃硫酸可吸收逸出的氨氣，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）A裝置中發(fā)生的反應(yīng)是碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和氯化鈣、水，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O；因?yàn)樵摲磻?yīng)用到液氨，氨氣易揮發(fā)，所以裝置C中濃硫酸的作用是吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣，減少對(duì)環(huán)境的污染，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知碳酸氫鈉的溶解度隨溫度降低減小的較多，所以在冰水中有利于碳酸氫鈉的析出，故答案為：溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出；
（3）二氧化碳的制取用到的鹽酸易揮發(fā)出HCl，HCl若與氨氣反應(yīng)生成氯化銨，則反應(yīng)中無(wú)碳酸氫鈉生成，所以應(yīng)除去二氧化碳中的HCl，在A與B之間加一個(gè)盛有碳酸氫鈉飽和溶液的洗氣瓶即可，
故答案為：A與B；飽和NaHCO₃溶液；除去CO₂中混合的HCl氣體；
（4）5.85gNaCl的物質(zhì)的量是0.1mol，若完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，根據(jù)元素守恒，則生成碳酸氫鈉的物質(zhì)的量也是0.1mol，則碳酸氫鈉的質(zhì)量是0.1mol×84g/mol=8.4g，所以碳酸氫鈉的產(chǎn)率為$\frac{5.04g}{8.4g}$×100%=60%，
故答案為：60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)制備原理、裝置的作用、守恒法進(jìn)行產(chǎn)率計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實(shí)驗(yàn)及計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．