Question

【题目】纯碱是化学工业生产中一种非常重要的化工原料。

反应原理：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，

2NaHCO3══Na2CO3++H2O +CO2↑

已知：常温下氨气极易溶于水，1体积水大约可以溶解700体积的氨气；二氧化碳可溶于水，1体积水大约可以溶解1体积二氧化碳。

某课外活动小组模拟工业流程来制备纯碱，实验装置、所需实验药品和装置如图所示：

实验步骤：

（1）搭好装置并________________。

（2）中间的烧瓶中加入20mL饱和食盐水，并将其浸入冰水中； D中加入足量生石灰固体，E中加入足量浓氨水，利用该方法制取氨气的原理是_________________________（写一点即可），根据该原理，生石灰也可以用_________固体代替；B中加入足量碳酸钙粉末，A中加入足量稀硫酸于（可分多次加入），写出该反应的化学方程式________________，选择用稀硫酸而不用稀盐酸的理由是___________________________。

（3）制备NaHCO3：先打开弹簧夹________（填K1或K2），使对应一侧烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约20分钟左右时，再打开另一个弹簧夹，使其一侧的烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约5分钟即有浑浊出现，约15分钟出现大量白色固体。这种气体通入先后顺序的目的是_____________________________。

在该实验过程中，中间的烧瓶浸入冰水中的目的：___________________________。

（4）制备纯碱：欲得到纯碱，上述实验结束后，将固体过滤、洗涤后，还需进行的操作是_____；若将制得的纯碱放入足量的稀硫酸中，并将生成的气体全部通入氢氧化钠溶液中，溶液质量增加0.88g，则步骤（3）中制得的NaHCO3的质量是多少？（写出计算过程）_______

Answer 1

【答案】 检查装置气密性 氧化钙与水反应 ，减少了溶剂，使氨气逸出；氧化钙与水反应放热，促使氨气逸出；增大了溶液中OH- 的浓度，促进氨水分解，使氨气逸出。（写出一点即可） 氢氧化钠（NaOH） CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2 ↑ 盐酸具有挥发性，会使二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯 K2 二氧化碳的溶解度不大，先通氨气可以形成碱性溶液，促进二氧化碳的溶解，提高原料的利用率和产率 降低碳酸氢钠的溶解度、增大气体的溶解度，提高产率（一点即可） 灼烧或加热 3.36g

【解析】（1）模拟工业制备纯碱：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3↓+NH4Cl，图中装置A、B制取二氧化碳，装置D、E制取氨气，中间的烧瓶两种气体和氯化钠反应都需要不漏气，所以仪器按上图组装好后，首先应该进行的操作是检验装置气密性；

（2）当浓氨水滴到生石灰上时，氧化钙与水反应 ，减少了溶剂，使氨气逸出；氧化钙与水反应放热，促使氨气逸出；增大了溶液中OH- 的浓度，促进氨水分解，使氨气逸出。根据上面的原理，生石灰也可以用氢氧化钠固体代替，碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑；由于盐酸具有挥发性，会使二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯，所以不能用稀盐酸代替稀硫酸；

（3）二氧化碳的溶解度不大，先通氨气可以形成碱性溶液，促进二氧化碳的溶解，提高原料的利用率和产率，所以先打开K2，通入氨气，由于气体的溶解度随温度的升高而减小，碳酸氢钠的溶解度随温度的升高而增大，所以为了降低碳酸氢钠的溶解度、增大气体的溶解度，提高产率，中间的烧瓶浸入冰水中；

（4）碳酸氢钠受热分解为纯碱，所以要进行加热，

纯碱放入足量的稀硫酸中，并将生成的气体全部通入氢氧化钠溶液中，溶液质量增加0.88g，说明生成的二氧化碳的质量为0.88g，

设制得的NaHCO3的质量是x

根据方程式Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O，可得2NaHCO3～Na2CO3～CO2↑

168 44

x 0.88g

x=3.36g

答：制得的NaHCO3的质量是3.36g。