8.在實驗室中,可利用碳酸氫鈉、氯化鈉、氯化銨等物質(zhì)溶解度的差異,通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應,獲得碳酸氫鈉結(jié)晶.反應原理可以用以下的化學方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3(晶體)
依據(jù)此原理,欲制得碳酸氫鈉晶體,某校學生設計了如圖實驗裝置,其中B裝置的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液,且二者均已達到飽和:

(1)A裝置中所發(fā)生反應的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,裝置C中稀硫酸的作用為吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣,減少對環(huán)境的污染.
(2)表中所列出的是相關物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)(g/100g水)
溫度/溶解度/鹽0℃10℃20℃30℃40℃50℃
NaCl35.735.836.036.336.637.0
NaHCO36.98.19.611.112.714.5
NH4Cl29.433.337.241.445.850.4
參照表中數(shù)據(jù),請分析B裝置中使用冰水的原因溫度越低碳酸氫鈉溶解度越小,便于析出.
(3)該校學生利用此套裝置進行實驗,結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體,指導教師指出,應在A、B裝置之間(填字母)連接一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣裝置,作用是除去CO2中混有的HCl氣體.
(4)利用改進后的裝置進行實驗,在B中的試管內(nèi)析出了晶體,經(jīng)必要的操作后得到了一種純凈的晶體.現(xiàn)有下列試劑:鹽酸、濃氨水、生石灰、蒸餾水,利用本題所提供的試劑(只限一種)及試管、酒精燈等主要儀器,通過簡單實驗判斷該晶體是碳酸氫鈉晶體,而不是碳酸氫銨或食鹽晶體,簡述操作方法、實驗現(xiàn)象及結(jié)論:取少量晶體置于試管中,在酒精燈上加熱使其充分反應后,還有白色固體剩余,則晶體不是NH4HCO3,且待試管冷卻后,向剩余固體中加入適量鹽酸,若反應并產(chǎn)生大量氣泡,則晶體是NaHCO3,而不是食鹽.
(5)若該校學生進行實驗時,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60%.

分析 (1)A裝置是制備二氧化碳氣體的裝置,是碳酸鈣和鹽酸發(fā)生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳;C裝置稀硫酸是尾氣處理裝置吸收過量的氨氣;
(2)B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的飽和溶液,通入二氧化碳氣體會發(fā)生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨,溫度越低越有利于碳酸氫鈉的晶體析出;
(3)通入二氧化碳沒有得到碳酸氫鈉晶體,是二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體,通入后和氨氣反應不能生成碳酸氫鈉,所以需要加一個洗氣裝置用飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫氣體;
(4)碳酸氫鈉受熱分解為碳酸鈉、水、二氧化碳,碳酸氫銨受熱分解為氨氣、水、二氧化碳,碳酸鈉與鹽酸反應生成氣體,以此設計實驗;
(5)結(jié)合NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3計算理論生成碳酸氫鈉的質(zhì)量,結(jié)合實際生成的碳酸氫鈉的質(zhì)量計算產(chǎn)率.

解答 解:(1)A裝置是制取二氧化碳氣體的裝置,是碳酸鈣和鹽酸發(fā)生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳;反應的離子方程式為:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;C裝置稀硫酸是尾氣處理裝置吸收過量的氨氣,防止污染環(huán)境;
故答案為:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣,減少對環(huán)境的污染;
(2)B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的飽和溶液,通入二氧化碳氣體會發(fā)生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨,依據(jù)圖標分析可知溫度越低,碳酸氫鈉的溶解度越小,所以溫度越低越有利于碳酸氫鈉的晶體析出;
故答案為:溫度越低碳酸氫鈉溶解度越小,便于析出;
(3)二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體,通入后和氨氣反應不能生成碳酸氫鈉,所以的不到碳酸氫鈉晶體,所以需要在A、B之間加一個洗氣裝置用飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫氣體,
故答案為:A、B;飽和NaHCO3溶液;除去CO2中混有的HCl氣體;
(4)碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳,反應為:2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑,有白色固體碳酸鈉剩余,碳酸氫銨(NH4HCO3)受熱分解,生成氨氣(NH3)、二氧化碳和水,反應的化學方程式為:NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO2↑+H2O,無固體剩余,所以判斷該晶體是碳酸氫鈉晶體而不是碳酸氫銨晶體,方法為:取少量晶體置于試管中,在酒精燈上加熱使其充分反應后,還有白色固體剩余,則晶體不是NH4HCO3,待試管冷卻后,向剩余固體中加入適量鹽酸,若反應并產(chǎn)生大量氣泡,則晶體是NaHCO3,而不是食鹽,
故答案為:取少量晶體置于試管中,在酒精燈上加熱使其充分反應后,還有白色固體剩余,則晶體不是NH4HCO3,且待試管冷卻后,向剩余固體中加入適量鹽酸,若反應并產(chǎn)生大量氣泡,則晶體是NaHCO3,而不是食鹽;
(5)飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g,則設理論生成碳酸氫鈉為xg,
NH3+CO2+NaCl+H2O═NH4Cl+NaHCO3(晶體),
                 58.5                           84
                 5.85g                           x
x=$\frac{84×5.85g}{58.5}$=8.4g,
實驗后得到干燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.4g,
則碳酸氫鈉的產(chǎn)率為$\frac{5.04g}{8.4g}$×100%=60%,
故答案為:60%.

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗,為高頻考點,把握制備實驗原理、實驗裝置的作用、物質(zhì)的性質(zhì)為解答的關鍵,側(cè)重分析與實驗能力的考查,注意實驗設計能力及數(shù)據(jù)分析計算能力的訓練,題目難度不大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

18.(1)下列反應屬于放熱反應的是ABDGH;屬于吸熱反應的是CEF.
A.鋅粒與稀H2SO4反應制取H2   
B.氫氣在氧氣中燃燒
C.碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳   
D.氫氧化鉀和硫酸中和      
E.Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl反應    
F.氫氣還原氧化銅
G.葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解     
H.鋼鐵制品生銹的反應
(2)在下列事實中,什么因素影響了化學反應的速率?
A.黃鐵礦煅燒時要粉碎成細小顆粒固體表面積
B.夏天的食品變霉,在冬天不易發(fā)生該現(xiàn)象溫度
C.同濃度同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊,產(chǎn)生氣體有快有慢反應物性質(zhì)
D.同樣大小的石灰石分別在0.1mol•L-1的鹽酸和1mol•L-1的鹽酸中反應速度不同濃度
E.熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入MnO2少量很快產(chǎn)生氣體催化劑.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.在一定的溫度下,在恒容容器中可逆反應A(g)+3B(g)?2C(g)達到平衡的標志是( 。
A.3VB(逆)=2VC(正)
B.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
C.單位時間生成nmolA,同時生成3nmolB
D.容器內(nèi)氣體的密度不再變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.分類方法在化學學科的發(fā)展中起到了非常重要的作用.下列分類標準合理的( 。
①依據(jù)分子組成中含有的氫原子的數(shù)目,將酸分為一元酸、二元酸等
②根據(jù)電解質(zhì)的水溶液導電能力的強弱將電解質(zhì)分為強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
③依據(jù)反應中能量的變化,將化學反應分為放熱反應和吸熱反應
④依據(jù)組成元素的種類,將純凈物分為單質(zhì)和化合物
⑤根據(jù)分散系是否具有丁達爾現(xiàn)象將分散系分為溶液、濁液和膠體.
A.①②③④B.③④⑤C.③④D.①③④

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是(  )
A.含有NA個氦原子的氦氣在標準狀況下的體積約為11.2 L
B.1.7 g NH3含有的電子數(shù)為NA
C.標準狀況下,11.2 LH2O含有的分子數(shù)為0.5 NA
D.22.4 L氧氣含有的分子數(shù)為NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.Na2CO3和NaHCO3是兩種常見的鈉鹽.
(1)用潔凈的鉑絲蘸取Na2CO3溶液置于酒精燈火焰上灼燒,火焰呈黃色.
(2)等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應,在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積一樣多(填“Na2CO3多”,“NaHCO3多”或“一樣多”)
(3)實驗室利用如圖所示裝置進行NaHCO3的受熱分解實驗.請回答:
①加熱一段時間后,燒杯中觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液變渾濁.
②實驗結(jié)束時的正確操作是A (填序號)
A.先將導管從液體中移出,再熄滅酒精燈
B.先熄滅酒精燈,再將導管從液體中移出
(4)可用加熱方法出去除去碳酸鈉固體中混有的碳酸氫鈉,其反應的化學方程式是2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑.
(5)若加熱10.00g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,使碳酸氫鈉完全分解,混合物質(zhì)量減少了2.48g,則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為3.28g.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.下列反應既是氧化還原反應,又是放熱反應的是( 。
A.鋁片和稀硫酸反應B.灼熱的炭與二氧化碳反應
C.氫氧化鈣與氯化銨反應D.鹽酸和氫氧化鈉反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

17.下列判斷正確的是③④⑤(填序號).
①標準況下,22.4LHCl溶于1L水.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1mol•L-1
②31gNa2O溶于水.配成1L溶液,c(Na2O)=0.5mol•L-1
③25gCuSO4•5H2O溶于75g水中,w(CuSO4)=16%.
④等物質(zhì)的量的Na2O和Na2O2溶于足量同等體積的水中,待冷卻至室溫后所形成的NaOH溶液濃度相同.
⑤將78gNa2O2溶于水中,配成1L溶液,所得溶液的質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為2mol•L-1
⑥T℃時,100g飽和食鹽水中,含有NaCl的質(zhì)量為mg,則該溫度時,NaCl的溶解度為mg.
⑦將40gSO3溶于60g水中所得溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為40%

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.下列操作能達到預期目的是(  )
①石油分餾時把溫度計插入液面以下 
②用溴水除去乙烷中混有的SO2氣體 
③用乙醇與1mol/L的H2SO4混合共熱到170℃制取乙烯 
④將苯和溴水混合后加入Fe粉制溴苯 
⑤將飽和食鹽水滴入盛有電石的燒瓶中制乙炔.
A.①④B.②⑤C.②③④⑤D.①②③④

查看答案和解析>>

同步練習冊答案