题目内容

33、某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后,知道:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl.
【提出问题】能否在实验室模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO3的过程呢?
【实验验证】如图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置.已知浓氨水遇生石灰会产生大量的NH3

请回答下列问题:
(1)检验A装置气密性的方法是:塞紧带长颈漏斗的橡胶塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,若
漏斗中与试管中的液(水)面差保持不再变化或漏斗中的液(水)面不再下降
,说明装置不漏气.
(2) D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置,进气口是
a
(填a或b),D的作用是除去
氯化氢或HCl
气体.
(3)实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3(溶液显碱性),再通入足量的CO2,其原因是
.(填写序号)
①使CO2更易被吸收②NH3比CO2更易制取③CO2的密度比NH3
(4)用
过滤
的方法将生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来.
【得出结论】利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO3
分析:(1)注入一定量的水后,试管内气体被压缩管内压强增大,使得出现液面差;液面差保持不变时,说明装置不漏气;
(2)为使气体通过溶液,气体从a通入溶液,混在气体中的HCl与溶液中的碳酸氢钠反应而被吸收;
(3)二氧化碳与水反应形成不稳定的碳酸,致使水吸收二氧化碳量较少;而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中,会使生成的碳酸与氨水发生反应,而增大二氧化碳气体的吸收;
(4)把固体与液体所形成混合物中固体分离出来的方法为过滤.
解答:解:(1)随水的注入管内加压增大,漏斗内液体不能再流入试管,使长颈漏斗与管内液面出现液面差,并且液面差保持不变,说明装置气密性良好;
故答案为:漏斗中与试管中的液(水)面差保持不再变化或漏斗中的液(水)面不再下降;
(2)气体从a管通入时才能使气体通过溶液而达到净化气体的目的;装置D内盛放的碳酸氢钠溶液能与混在气体中的HCl发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳,从而除去混在气体中的HCl;
故答案为:a;氯化氢(或HCl);
(3)先通入氨气,氨气与水形成呈碱性的氨水可与二氧化碳与水生成的碳酸发生反应,更有利于二氧化碳气体的吸收;
故答案为:①;
(4)通过过滤,可把混在溶液中的碳酸氢钠晶体分离出来;
故答案为:过滤.
点评:根据装置中的药品的性质及装置的连接方式,是准确判断或理解装置作用的一种有效方法.
练习册系列答案
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(2010?连云港)某研究性学习小组同学在学习了酸、碱、盐的知识后,走进化学实验室.邀请你参加以下活动.(已知:①2Na2CO3+H2SO4═2NaHCO3+Na2SO4,NaHCO3溶液呈碱性;②CaSO4微溶,但在稀溶液中看作可溶,其水溶液呈中性.)

(1)甲、乙两同学想用实验证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实能发生反应,设计了如图A所示的实验.
丙、丁两同学想再现课本上将“澄清石灰水滴入Na2CO3溶液”的实验现象,设计了如图B所示的实验.并各自进行操作.
【问题讨论】:教师首先肯定了这四位同学的实验设计和操作,请你填空:
甲、乙同学将较多量的稀硫酸加入锥形瓶后,他们是依据溶液的颜色由
色变为
色的现象来判断两者确实发生反应的.丙、丁同学的实验中发生的复分解反应可用化学方程式表示为
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH

【意外发现1】:甲同学和丙同学在洗刷仪器前,将A、B装置锥形瓶中的残留物倒入同一个洁净的废液缸,发现白色沉淀溶解,有气泡产生,废液缸中形成无色溶液.这一现象立刻引起了同学们的好奇,于是,他们又以“无色溶液中含有哪些溶质”为课题进行探究.
【提出猜想】:经讨论呈现出如下猜想:
①溶质为:Na2SO4、CaSO4   ②溶质为:Na2SO4、CaSO4、H2SO4③溶质为:Na2SO4、CaSO4、NaOH
【请你判断】:上述猜想中不合理的是
(填数字代号).
【实验探究】:小组同学针对认为合理的猜想,设计实验进行探究,请你将下表补充完整.
实验内容实验现象和结论
取废液缸中少量溶液于试管中,
滴入少量
Na2CO3
Na2CO3
溶液,观察
a.若有气泡产生,则猜想
成立(填数字代号)
b.若无气泡产生,则猜想
成立(填数字代号)
【意外发现2】:乙同学和丁同学在洗刷仪器前,将A、B装置锥形瓶中的残留物倒入另一个洁净的废液缸,发现沉淀不溶,没有气泡,上层清液呈红色,此时,上层清液中溶质的组成情况可能有许多组,如:①Na2SO4、NaOH;②Na2SO4、Ca(OH)2;③Na2SO4、NaOH、Na2CO3;④Na2SO4
Na2CO3
Na2CO3
;⑤Na2SO4、Na2CO3
NaHCO3
NaHCO3
.(未列全.请用化学式将④、⑤补充完整)
(2)【教师点拨】:证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实能发生反应的方法还有多种.
【拓展探究】:小组同学用其他装置继续进行实验.请你回答下列问题:
①若不加酚酞试液,将稀硫酸(适量)与NaOH稀溶液混合后,再向其中加入CuSO4溶液,无蓝色沉淀生成,则
(填“能”或“不能”)证明两者确实发生了反应.
②若不加酚酞试液,将稀硫酸(少量)与V1mL NaOH稀溶液?昆合后,再向其中加入CuSO4溶液至蓝色沉淀不再产生时,消耗了V2mL CuSO4溶液,此时还必须做一个对比实验才能证明两者确实发生了反应,这个对比实验是(简述操作方法及结论):
在V1mLNaOH稀溶液中加入CuSO4溶液至沉淀不再产生时,消耗CuSO4溶液V3mL,若V3>V2即可证明;
在V1mLNaOH稀溶液中加入CuSO4溶液至沉淀不再产生时,消耗CuSO4溶液V3mL,若V3>V2即可证明;

还可以将上述CuSO4溶液换成
FeCl2(或MgCl2等)
FeCl2(或MgCl2等)
溶液等(填一种物质的化学式),同样也可以证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实发生了反应.

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