Question

【题目】2016年8月的eLife上发表了浙江医科大学第二医院和浙江大学肿瘤研究所的晁明和胡汛等人的一篇论文。媒体以“用十几块钱的小苏打饿死了癌细胞”为题予以报道，报道曲解了小苏打的作用，但小苏打在他们治疗癌症的方法中确实功不可没。在实验室中模拟工业制取NaHCO3的实验步骤如下：

①连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。

②先让某一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。

③分离C中所得的混合物，得到NaHCO3固体。

④向滤液中加入适量的NaCl固体粉末，有NH4Cl晶体析出。

（1）下图所示装置的连接顺序是：a接___，________接__________；b接____（填接口编号）。___________

（2）A中反应的离子方程式为_____________________；B中常选用的液体反应物为_______；D中应选用的液体为_______。

（3）步骤②让______装置先发生反应。

（4）C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是________________；装有无水CaCl2的U形管的作用是_____________________。

（5）步骤③分离出NaHCO3固体的操作是_________。

（6）步骤④中所得的晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5％~8％)，请设计一个简单的 实验，不使用其他任何试剂，证明所得晶体大部分是NH4C1。简要写出操作和现象__________________。

Answer 1

【答案】 f e d ，c CaCO3+2H+=Ca2-+H2O+CO2↑ 浓氨水 饱和NaHCO3溶液 B 防止倒吸 吸收多余的NH3 过滤 取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口内壁又有较多的固体凝结

【解析】工业制取碳酸氢钠的反应为NaCl + CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，即向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳。考虑到氨气的溶解度过大，需要注意防倒吸，所以要从c口通入氨气（干燥管防倒吸），从d通入二氧化碳。实验室制取二氧化碳应该选用碳酸钙和稀盐酸反应，所以装置为A，考虑到盐酸挥发，应该先通过饱和碳酸氢钠溶液（装置D），除去挥发的HCl。则装置B为实验室制取氨气。根据上述分析得到：

（1）装置的连接顺序为：a接f，e接d；b接c。

（2）A中制取二氧化碳的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2-+H2O+CO2↑。装置B为实验室制取氨气，选用的方法是将浓氨水滴加到氧化钙上。D中为饱和碳酸氢钠溶液，作用是除去挥发的HCl。

（3）为保证氨气先通入，所以要先让B装置进行反应。

（4）C中球形干燥管的作用是防止倒吸。无水氯化钙的作用是吸收氨气（生成CaCl2·8NH3）。

（5）碳酸氢钠从溶液中析出，经过滤得到固体。

（6）氯化铵受热会分解为氨气和氯化氢气体，而氯化钠对热稳定，碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠固体，即如果主体是大量的氯化铵，其受热分解后固体会大量减少。考虑到低温下氨气和HCl不共存，反应得到NH4Cl固体，所以实验为：取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口内壁又有较多的固体凝结。