Question

工业以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是

 

（填字母标号）．
A．碳酸氢钠难溶于水
B．碳酸氢钠受热易分解
C．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
D．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图（图中夹持、固定用的仪器未画出）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中试剂的作用是

 

；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是

 

；

（Ⅲ）实验结束后，分分离出NaHCO₃ 晶体的操作是

 

（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入

 

气体．
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是

 

（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验设计题

分析：（1）依据题干中信息碳酸氢钠溶解度相对较小分析判断；
（2）①（Ⅰ）依据用盐酸制取二氧化碳时常会含有氯化氢气体分析即可解答；
（Ⅱ）依据稀硫酸能与氨气反应，氨气有毒易造成污染分析解答；
（Ⅲ）依据分离固体与液体采用的实验操作是过滤，结合过滤实验用到的仪器分析解答；
②（Ⅰ）从制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，以及氨气易溶于水分析判断；
（Ⅱ）从装置改动后反应物的接触面积变大分析判断；
（3）依据化学方程式结合反应过程分析判断，依据生成沉淀为碳酸钙，加热碳酸氢钠分解后的混合物质量列方程计算．

解答： 解：（1）A．碳酸氢钠易溶于水，故A错误；
B．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故B错误；
C．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故C正确；
D．碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠，故D错误；
故选C；
（2）①（Ⅰ）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，所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体，
故答案为：除去CO₂中的HCl气体；
（Ⅱ）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH₃，防止造成污染，故答案为：吸收未反应完的NH₃；
（Ⅲ）分离出NaHCO₃晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作，故答案为：过滤；
②（Ⅰ）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，所以应先通入氨气，而氨气极易溶于水，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应，
故答案为：氨气；
（Ⅱ）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO₂的吸收率；
（3）碳酸氢钠受热发生的反应为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，与足量的石灰水充分反应，
NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O+NaOH；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
反应生成的碳酸钙物质的量为：

12g

100g/mol

=0.12mol；
设加热后的固体12.28g中含碳酸钠物质的量x、碳酸氢钠物质的量为y，依据题意得到：
①x+y=0.12、②106x+84y=12.28，
根据①②解得：x=0.1mol、y=0.02mol，
则所得固体中碳酸钠的质量分数为：

0.1mol×106g/mol

12.28

×100%=86.3%，
故答案为：86.3%．

点评：本题考查性质实验方案的设计，题目难度中等，是一道有关工业制纯碱知识的一道综合实验题目，考查学生分析和解决问题的能力，掌握制碱原理是解题的关键．