Question

1．某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后：
【提出问题】能否在实验室模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO₃的过程呢？
【实验原理】写出候氏制碱法反应的化学方程式NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
【实验验证】如图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置．回答下列问题：

（1）检验A装置气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的橡胶塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，若长颈漏斗中注入水，漏斗中与试管中的液（水）面差保持不再变化或漏斗中的液（水）面不再下降，说明装置不漏气．
（2）D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，D的作用是除去HCl气体．
（3）实验时先向饱和NaCl溶液中通入气体的先后顺序先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH₃，再通入足量的CO₂．
（4）用过滤的方法将生成的NaHCO₃晶体从混合物中分离出来．如果要制得纯碱，还需发生的反应是（写出反应的化学方程式）：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
【得出结论】利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）注入一定量的水后，试管内气体被压缩管内压强增大，使得出现液面差；液面差保持不变时，说明装置不漏气；
（2）为使气体通过溶液，气体从a通入溶液，混在气体中的HCl与溶液中的碳酸氢钠反应而被吸收；换做碳酸钠溶液，二氧化碳气体被碳酸钠溶液吸收；
（3）实验时先向饱和NaCl溶液中通入气体的先后顺序是先向饱和NaCl溶液中通入较多的氨气，再通入足量的二氧化碳；
（4）还需发生的反应是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

解答 解：候氏制碱法是用二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体，反应的化学方程式：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（1）随水的注入管内加压增大，漏斗内液体不能再流入试管，使长颈漏斗与管内液面出现液面差，并且液面差保持不变，说明装置气密性良好；
故答案为：长颈漏斗中注入水，漏斗中与试管中的液（水）面差保持不再变化或漏斗中的液（水）面不再下降；
（2）装置D内盛放的碳酸氢钠溶液能与混在气体中的HCl发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳，从而除去混在气体中的HCl；
故答案为：HCl；
（3）实验时先向饱和NaCl溶液中通入气体的先后顺序是先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH₃，再通入足量的CO₂；
故答案为：先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH₃，再通入足量的CO₂；
（4）如果制得纯碱需要对碳酸氢钠固体加热分解得到，反应化学方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

点评 本题考查了利用工业制碱原理，设计实验室制取碳酸钠的实验方案分析判断，根据装置中的药品的性质及装置的连接方式，是准确判断或理解装置作用的一种有效方法．