Question

（15分）已知NaHCO₃低温时溶解度小，侯德榜制碱的方法是：向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳，即有晶体析出，经过滤、洗涤、焙烧得纯碱。此过程可以表示为：

① NaCl (饱和) + NH₃+CO₂+H₂O＝NaHCO₃↓+NH₄Cl（此反应是放热反应）

② 2NaHCO₃ Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O

现某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程，下图C装置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均达到了饱和。

（1）制CO₂时为了使反应随开随用，随关随停，上图A方框内应选用以下      装置（填序号）。简述该装置能随关随停的理由          。

（2）为使实验能够进行，在B、D方框内补上所需装置：          （将装置图画在答题卡上），并指明所用试剂：        。

（3）该小组同学按正确的方法连接装置，检验气密性合格后进行实验，发现析出的晶体非常少，在老师的指导下，他们对某个装置进行了改进，达到了实验目的。你认为他们的改进方法是              。

（4）若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO₃晶体的质量为5.46g，假设第二步分解时没有损失，则Na₂CO₃的产率为              。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）③（1分）， 关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离从而停止反应  （2分）

（2）试剂：饱和碳酸氢钠溶液  试剂：稀硫酸或水（画图2分，试剂1分，共6分）

               

（3）将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里（或大烧杯中）（3分）

（4）65%（3分）

【解析】（1）要满足使反应随开随用，随关随停，则必需选择③。因为关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离从而停止反应，而装置①②达不到该要求。

（2）进入装置C的CO₂应该是纯净的，但反应中生成的CO₂中含有氯化氢气体，所以必需通过饱和碳酸氢钠溶液除去CO₂中的氯化氢气体。由于C中反应是放热反应，从而导致氨气的挥发逸出。由于氨气是极易溶于水的，所以在吸收多余氨气时，应该防止液体倒流，装置图见答案。

（3）由于反应是放热反应，而碳酸氢钠的溶解度随温度的升高而增大，所以要析出大量晶体，可以将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里（或大烧杯中）。

（4）5.85g氯化钠是0.1mol，生成碳酸氢钠也是0.1mol，质量是8.4g，所以Na₂CO₃的产率为5.46÷8.4×100％＝65%。