Question

侯德榜是在中国化学工业史上一位杰出的科学家，他为祖国的化学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，以下是侯德榜先生制碱工业的简要流程：

某化学兴趣小组对上述第Ⅲ步获得的晶体可能是NaCl  Na₂CO₃  NaHCO₃  （NH₄）₂CO₃  NH₄HCO₃中的一种进行探究：
[提出问题]上述固体是什么物质？
[猜想与假设]
猜想1：NaCl          
猜想2：NaHCO₃       
猜想3：（NH₄）₂CO₃
猜想4

Na₂CO₃

     
猜想5：NH₄HCO₃
[方案验证]

操作步骤	现象	结论
（1）取该晶体加熟石灰研磨	无氨味	猜想 3和5 不成立
（2）另取该晶体加入盐酸	有气泡产生	猜想1不成立
（3）另取少量该晶体加水溶解，再滴入氯化钙溶液	无白色沉淀	猜想4不成立
（4）另取该固体放入如图试管中加热	包有硫酸铜的棉花变 蓝色 色，石灰水变 浑浊	综合（1）、（2）、（3）的结论得出猜想2成立

第Ⅳ步骤中有关化学反应方程式：2NaHCO₃

△   .

X+CO₂↑+H₂O，其中X就是侯氏法制的碱，其组成

Na₂CO₃

（填化学式），属于

盐

类（填“酸、碱、盐和氧化物”），其水溶液呈

碱性

（填“酸性”、“碱性”或“中性”）
[反思与评介]
①第Ⅲ步操作名称为

过滤

②从第Ⅲ步所得溶液经过蒸发浓缩、

降温

、过滤，可分离得氯化铵晶体，氯化铵在农业上可作氮肥用．

Answer 1

分析：[猜想与假设]根据可能是NaCl  Na₂CO₃  NaHCO₃  （NH₄）₂CO₃  NH₄HCO₃中的物质进行猜想；[方案验证]晶体加熟石灰研磨如果有氨味跑出，说明晶体中含有铵根，如果没有则不含有铵根；加入盐酸有气泡产生含有碳酸根离子或碳酸氢根离子，如果没有气泡则不存在碳酸根离子和碳酸氢根离子；滴入氯化钙溶液有白色沉淀产生，说明有碳酸根离子，否则没有碳酸根离子；硫酸铜遇水变蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，根据质量守恒定律反应前后各种原子数目和种类不变求出化学式；盐是指电离出金属离子和酸根离子的化合物，不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤；根据溶液中溶质结晶析出的方法进行判断．

解答：解：[猜想与假设]在所给的五种物质中只有碳酸钠没有，所以猜想是碳酸钠；
[方案验证]晶体加熟石灰研磨没有氨味，说明则不含有铵根，而猜想3和5中含有铵根，所以这两个猜想错误；加入盐酸有气泡产生含有碳酸根离子或碳酸氢根离子，如果没有气泡则不存在碳酸根离子和碳酸氢根离子，所给猜想中只有猜想1中加入盐酸不能产生气泡，结论是猜想1不成立，说明加入盐酸有气泡产生；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，硫酸铜遇水变蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
在2NaHCO₃

△   .

X+CO₂↑+H₂O中反应物分子中含有2个钠原子、2个氢原子、2个碳原子、6个氧原子，生成物分子中已经有了2个氢原子、1个碳原子、3个氧原子，还少2个钠原子、1个碳原子、3个氧原子，所以化学式是Na₂CO₃，碳酸钠电离出金属钠离子和碳酸根离子，属于盐并且显碱性，它的俗称是纯碱显碱性；
[反思与评介]①不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤；②由于碳酸钠的溶解度受温度影响较大，析出晶体的方法是冷却热饱和溶液，要先蒸发浓缩、再降温析出晶体后再过滤．
故答案为：[猜想与假设]Na₂CO₃；[方案验证]

操作步骤	现象	结论
（1）取该晶体加熟石灰研磨	无氨味	猜想 3和5不成立
（2）另取该晶体加入盐酸	有气泡产生	猜想1不成立
（3）另取少量该晶体加水溶解，再滴入氯化钙溶液	无白色沉淀	猜想4不成立
（4）另取该固体放入如图试管中加热	包有硫酸铜的棉花变 蓝色色，石灰水变 浑浊	综合（1）、（2）、（3）的结论得出猜想2成立

Na₂CO₃；盐；碱性；[反思与评介]①过滤；②降温．

点评：解答本题关键是要知道含铵根离子的盐与碱结合能产生氨气，碳酸根离子和碳酸氢根离子与酸反应能产生二氧化碳，碳酸根离子与钙离子结合产生碳酸钙沉淀；无水硫酸铜遇到水会由无色变为蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊．