Question

（15分）已知NaHCO₃低温时溶解度小。德榜制碱的方法是：向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳，即有晶体析出，经过滤、洗涤、焙烧得纯碱。此过程可以表示为：

    ①NaCl（饱和）＋NH₃＋CO₂＋H₂O＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl（此反应是放热反应）

    ②2NaHCO₃Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O

现某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程，下图C装置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均达到了饱和。

（1）制CO₂时为了使反应随开随用，随关随停，上图A方框内应选用以下_________装置（填序号）。简述该装置能随关随停的理由________________。

（2）为使实验能够进行，在B、D方框内补上所需装置：_________________（将装置图画在答题卡上），并指明所用试剂：_________________。

（3）该小组同学按正确的方法连接装置，检验气密性合格后进行实验，发现析出的晶体非常少。老师的指导下，他们对某个装置进行了改进，达到了实验目的。你认为他们的改进方法是___________________。

（4）若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5．85g，实验后得到干燥的NaHCO₃晶体的质量为5．46g，假设第二步分解时没有损失，则Na₂CO₃的产率为______________。

 

Answer 1

（1）③（1分）， 关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离从而停止反应  （2分）

（2）试剂：饱和碳酸氢钠溶液  试剂：稀硫酸或水（画图2分，试剂1分，共6分）

（3）将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里（或大烧杯中）（3分）

（4）65%（3分）

解析:（1）实验室制取二氧化碳一般采用块状大理石和盐酸反应，要使反应随开随用，随关随停，关键是使固体和溶液分离才能到达目的，故一般采用简易启普发生器，即装置③。原因是关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离从而停止反应。

（2）因为生成的二氧化碳气体混有氯化氢气体，再通入到C之前要先除杂，试剂选用饱和的碳酸氢钠溶液。由于氨气极易溶于水，所以为了防止倒吸，需要加入1个防倒吸的装置，试剂可以是水或者稀硫酸。

（3）因为NaHCO₃低温时溶解度小，所以要大量析出，需要降低溶液的温度。

（4）NaCl的质量为5．85g，所以根据原子守恒可知理论上应得到8.4g碳酸氢钠。由于第二步分解时没有损失，所以Na₂CO₃的产率是。