Question

【题目】我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献，他以饱和食盐水、NH3、CO2为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。回答下列问题：

某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计方案实验。一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)

（1）丁装置中稀硫酸的作用是____。

（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）进行实验。实验时，须先从___管通入NH3气体。

（3）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是_____。

（4）如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，请分析丙、戊装置中使用冷却水或者冰水的原因：____。

（5）该小组同学为了测定丙中所得晶体的碳酸氢钠的纯度（假设晶体中不含碳酸盐杂质），将晶体充分干燥后，称量质量为ag。再将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末质量为mg。然后进行如图所示实验：

①在操作Ⅱ中，为了判断加入氯化钙溶液是否过量，其中正确的是___（填字母）。

a 在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中继续加入少量氯化钙溶液

b 在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中再加入少量碳酸钠溶液

c 在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，取上层清液再加入少量碳酸钠溶液

②所得晶体中碳酸氢钠的纯度为___。

Answer 1

【答案】吸收未反应的氨气 a 增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率 温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出 c ×100%或×100%

【解析】

（1）实验过程中氨气可能有剩余,而稀硫酸能与氨气反应,所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3。故答案为：吸收未反应的氨气；

（2）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，氨气极易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以应先通入氨气，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时，二氧化碳被充分反应。故答案为：a；

（3）b管下端连接己装置，反应物二氧化碳与溶液的接触面积增大，提高了二氧化碳的吸收率。故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率；

（4）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，依据表中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；

（5）测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质)，将晶体充分干燥后，称量质量为ag，此时为碳酸氢钠粗品质量，操作I将晶体加热到质量不再变化时，所得粉末为碳酸钠和杂质，然后溶解，加入氯化钙溶液，氯化钙跟碳酸钠反应生成碳酸钙，将生成的碳酸钙过滤、洗涤、干燥，称量为ng。

①为判断滴加的氯化钙溶液过量，可在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，取上层清液再加入少量碳酸钠溶液看是否有沉淀生成，故答案为：c；

②发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+H2O+2NaCl，得到的碳酸钙需要经过过滤、洗涤、干燥后方可称量。

方法一：设样品中碳酸氢钠的质量为x，由上两式可得关系式：

2NaHCO3～～～CaCO3

84×2 100

x n

x=g，碳酸氢钠的质量分数为。

方法二：设为样品中碳酸氢钠的质量为xg，将碳酸氢钠晶体加热到质量不再变化时，依题意可知，固体减重质量为水和二氧化碳质量和为(a-m)g，依据反应：

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O m

84×2 62

xg (a-m)g

碳酸氢钠质量为x=g，纯度=×100%；

故答案为：或×100%。