Question

【题目】在实验室中，可利用碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等物质溶解度的差异，通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠晶体，反应原理可用如下化学方程式表示：NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓，依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如实验装置，其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和：

(1)A装置中所发生反应的离子方程式为：_________________。C装置中稀硫酸的作用为：________________。

(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据（g/100g水）

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

参照表中数据，请分析B装置中使用冰水是因为________________。

(3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在 ______装置____之间（填写字母）连接一个盛有_________ 的洗气装置，其作用是___________。

(4)利用改进后的装置进行实验，在B中的试管内析出了晶体，经必要的操作后得到了一种纯净的晶体。请通过简单实验判断该晶体是碳酸氢钠晶体而不是碳酸氢铵晶体，简述操作方法、实验现象及结论：______________。

(5)若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.88g，则NaHCO3的产率为__________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O 吸收从B装置中的试管内逸出的氨气，减少对环境的污染 温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出 A B 饱和NaHCO3溶液 除去CO2中混有的HCl气体 取少量晶体置于试管中，在酒精灯上加热使其充分反应后，还有白色固体剩余，则晶体不是NH4HCO3 70%

【解析】

A装置是制备二氧化碳气体的装置；B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的饱和溶液，氨水易挥发，C装置是尾气处理装置，据此分析解答。

(1)A装置是制取二氧化碳气体的装置，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；C装置稀硫酸是尾气处理装置吸收挥发出来的的氨气，防止污染环境，故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；吸收从B装置中的试管内逸出的氨气，减少对环境的污染；

(2)B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的饱和溶液，通入二氧化碳气体会发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，依据表格数据分析可知温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，所以温度越低，越有利于碳酸氢钠的晶体析出，故答案为：温度越低碳酸氢钠溶解度越小，便于析出；

(3)盐酸易挥发，制得的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，通入后和氨气反应不能生成碳酸氢钠，所以得不到碳酸氢钠晶体，需要在A与B之间加一个洗气装置，用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体，故答案为：A；B；饱和NaHCO3溶液；除去CO2中混有的HCl气体；

(4)碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应为：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑，有白色固体碳酸钠剩余，碳酸氢铵(NH4HCO3)受热分解，生成氨气(NH3)、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O，无固体剩余，所以判断该晶体是碳酸氢钠晶体而不是碳酸氢铵晶体的方法为：取少量晶体置于试管中，在酒精灯上加热使其充分反应后，还有白色固体剩余，则晶体不是NH4HCO3，故答案为：取少量晶体置于试管中，在酒精灯上加热使其充分反应后，还有白色固体剩余，则晶体不是NH4HCO3；

(5)饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g，依据化学方程式计算NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3(晶体)，理论得到碳酸氢钠质量为8.4g。实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.88g，则碳酸氢钠的产率=×100%=70%，故答案为：70%。