Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室模擬侯氏制堿法原理，可以制備一些常見的化合物。

i. 30℃時(shí)，向飽和NaCl溶液中加入NH4HCO3細(xì)粉，制備NaHCO3晶體。

（1）已知30℃時(shí)幾種鹽的溶解度為：

物質(zhì)	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
S（g/100gH2O）	36.3	27.0	11.1	41.1

書寫化學(xué)方程式_______________________。根據(jù)反應(yīng)原理結(jié)合信息解釋NaHCO3易析出的原因__________________________。

（2）過濾出NaHCO3晶體后，為繼續(xù)分離濾液中的物質(zhì)，設(shè)計(jì)如圖裝置。左側(cè)發(fā)生裝置可制取氨氣，原因是_____________。一段時(shí)間后，試管中析出白色晶體為_______。用冰水浴降溫目的是_____________。

ii. 制取(NH4)2SO4晶體的流程如下：

（3）“轉(zhuǎn)化”步驟中CO2不宜過量，原因是__________________。

（4）操作I和II所需的實(shí)驗(yàn)步驟順序是____________（選填編號(hào)，可重復(fù)選擇）。

a. 蒸發(fā)濃縮 b. 蒸餾 c. 過濾 d. 萃取 e. 分液 f. 冷卻結(jié)晶

（5）為測定某硫酸銨樣品（雜質(zhì)為碳酸銨）純度。先準(zhǔn)確稱取5.000g樣品溶于水，加入足量的_______，再加入足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后過濾、洗滌沉淀并烘干至恒重，最終所得固體為8.155g。則硫酸銨樣品的純度為___________。

Answer 1

【答案】NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl 離子反應(yīng)總是向著離子濃度減少的方向進(jìn)行。NaHCO3與另外三種物質(zhì)相比，相同溫度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同時(shí)使溶液中的Na+、HCO3-濃度減少 生石灰與氨水中的水反應(yīng)放熱，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移動(dòng)，利于氨氣逸出 NH4Cl 溫度降低，NH4Cl的溶解度變小，有利于NH4Cl的析出 防止將CaCO3沉淀轉(zhuǎn)化為可溶性的碳酸氫鈣，從而會(huì)降低硫酸銨晶體的純度 cafc 稀鹽酸或稀硝酸 92.4%

【解析】

（1）侯氏制堿法是利用NaCl與NH4HCO3反應(yīng)制得NaHCO3的過程，化學(xué)方程式為：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ，由表格信息可知，30℃時(shí)NaHCO3的溶解度較小，易達(dá)到過飽和狀態(tài)析出，

故答案為：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ；離子反應(yīng)總是向著離子濃度減少的方向進(jìn)行。NaHCO3與另外三種物質(zhì)相比，相同溫度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同時(shí)使溶液中的Na+、HCO3-濃度減少；

（2）生石灰與氨水中的水反應(yīng)放熱，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移動(dòng)，利于氨氣逸出，氨氣與NaCl反應(yīng)生成NH4Cl，則析出的白色晶體為NH4Cl,在用冰水浴促進(jìn)NH4Cl析出，

故答案為：NH4Cl；溫度降低，NH4Cl的溶解度變小，有利于NH4Cl的析出；

（3）“轉(zhuǎn)化”步驟中CO2若過量會(huì)與CaCO3反應(yīng)生成Ca（HCO3）2，從而降低硫酸銨晶體的純度，所以CO2不宜過量，

故答案為：防止將CaCO3沉淀轉(zhuǎn)化為可溶性的碳酸氫鈣，從而會(huì)降低硫酸銨晶體的純度；

（4）操作I中要分離出碳酸鈣則需要進(jìn)行過濾操作，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和冷卻結(jié)晶，最終過濾得到硫酸銨晶體，

故答案為：cafc；

（5）由題意可知，雜質(zhì)為碳酸銨，即溶于水后，溶液中含有CO32-，所以需要用鹽酸或硝酸除去CO32-后，再將硫酸根離子沉淀下來，稱量計(jì)算；除去碳酸根離子后，加入足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后過濾、洗滌沉淀并烘干至恒重，最終所得固體為8.155g為BaSO4，則n(SO42-)=n(BaSO42-)=n[(NH4)2SO4]= =0.035mol，m[(NH4)2SO4]= 0.035mol×132g/mol=4.62g，則硫酸銨樣品的純度為=92.4%；

故答案為：稀鹽酸或稀硝酸；92.4%。