Question

【题目】侯氏制碱法是中国传统工业方法，此方法制备Na2CO3一直在工业上沿用至今。其原理如下：①NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

②NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。

Ⅰ.制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用如图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成Na2CO3。

（1）装置丙中反应的化学方程式为____。

（2）装置乙的作用是___。为防止污染空气，尾气中的___需要进行吸收处理。

（3）用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有___。

Ⅱ.测定所得产品的组成和纯度

（4）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：

选择的装置(填编号)	实验现象	实验结论
___	___	样品中含NaHCO3

（5）测定该纯碱样品的纯度：称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体的质量为m2g。则该纯碱样品的纯度为___。

Answer 1

【答案】NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl 除去CO2中的HCl气体 氨气(NH3) 过滤、洗涤、灼烧 AB(或AC或ACB) B变浑浊(或C变蓝或C变蓝、B变浑) %

【解析】

Ⅰ．装置甲是制备二氧化碳，气体中含有氯化氢气体对后续实验产生干扰，需要除去；装置乙为除去CO2中的HCl气体的装置，装置丙中是氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，通过过滤得到晶体洗涤灼烧得到碳酸钠，据此分析解答；

Ⅱ.(4)碳酸氢钠不稳定，加热分解生成碳酸钠、二氧化碳与水，可以利用澄清石灰水检验二氧化碳，或利用无水硫酸铜检验水，判断样品中含有碳酸氢钠；

(5)样品中碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙的质量，结合元素守恒计算样品中碳酸钠的质量，进而计算该纯碱样品的纯度。

Ⅰ．(1)装置丙中，氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；

(2)利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应，所以通过装置乙中饱和碳酸氢钠的溶液，可以除掉二氧化碳中的氯化氢气体；尾气为氨气、二氧化碳，氨气是有刺激性气味的气体，为大气污染物，为防止污染空气，尾气中含有的氨气(或NH3)需要进行吸收处理，可用硫酸吸收，故答案为：除去CO2中的HCl气体；氨气(或NH3)；

(3)氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，通过过滤分离出碳酸氢钠，并进行洗涤，碳酸氢钠受热发生的反应为：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，灼烧得到碳酸钠，故答案为：过滤、洗涤、灼烧；

Ⅱ.(4)由于碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳与水，利用二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，或利用无色无水硫酸铜吸水变蓝色，可以判断样品中是否含有碳酸氢钠，故选择的装置为：“AB”或“AC”或“ACB”，对应的现象为：“B变浑浊”或“C变蓝”或“C变蓝、B变浑”，故答案为：AB(或AC或ACB)；B变浑浊(或C变蓝或C变蓝、B变浑)；

(5)样品中碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，过滤、洗涤、干燥，称量碳酸钙的质量为m2g，根据碳酸根守恒可知样品中n(碳酸钠)=n(碳酸钙)==mol，故m(碳酸钠)=mol×106g/mol=g，该纯碱样品的纯度为×100%=%，故答案为：%。