Question

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料制得NaHCO₃，进而生产出纯碱。以下A、B、C、D四个装置可组装成实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的实验装置。装置中分别盛有以下试剂：B：稀硫酸C：盐酸、碳酸钙D：含氨的饱和食盐水、水

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g水)表

温度 溶解度 盐	0 ℃	10 ℃	20 ℃	30 ℃	40 ℃	50 ℃	60 ℃	100 ℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	—①	—	—	—
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	—
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

(说明：①＞35 ℃ NH₄HCO₃会有分解)

请回答以下问题：

(1)装置的连接顺序应是__________(填字母)。

(2)A装置中盛放的试剂是__________，其作用是__________。

(3)在实验过程中，需要控制D温度在30—35 ℃，原因是________________________。为了便于控制此温度范围，采取的加热方法为____________________________________。

(4)反应结束后，将锥形瓶浸在冷水中析出NaHCO₃晶体的原因是____________________

_____________________。用蒸馏水洗涤NaHCO₃晶体的目的是除去____________杂质(以化学式表示)。

(5)测试纯碱产品中NaHCO₃含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1—2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c mol·L^-1的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示＋H^＋反应的终点)，所用HCl溶液体积为V₁ mL，再加1—2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定溶液由黄变橙，所用HCl溶液体积为V₂ mL。写出纯碱样品中NaHCO₃质量分数的计算式：NaHCO₃(%)＝_______________________________。

Answer 1

(1)CADB

(2)NaHCO₃  除HCl

(3)反应速率高  水浴

(4)降低温度NaHCO₃溶解度降低  NaCl、NH₄HCO₃、NH₄Cl

(5)8.4(cV₂-cV₁)/W

解析：(1)C中产生的CO₂混有HCl，在通入D之前应先除去，连接顺序为CADB。(2)A中盛饱和NaHCO₃溶液以除去HCl。(3)控制D温度在30—35 ℃，可以加快反应速率。(4)析出的NaHCO₃晶体中含少量NH₄Cl、NaCl、NH₄HCO₃，应用蒸馏水洗涤以除去。

(5)Na₂CO₃+HClNaHCO₃+NaCl

                               cV₁

NaHCO₃+HClNaCl+CO₂↑+H₂O

    cV₂

所以n(NaHCO₃)=(cV₂-cV₁)×10^-3 mol

纯碱中NaHCO₃的质量分数为×100%=