Question

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业作出了杰出贡献。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、CO₂为原料先制得NaHCO₃，再生产出纯碱。下面是实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的实验步骤：

第一步：连接好装置，检验气密性，在各仪器内装入药品。

第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，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。

第三步：过滤C中所得的混合物，并用蒸馏水洗涤晶体，得到NaHCO₃固体。

第四步：向滤液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品NH₄Cl晶体。

请回答下列问题：

（1）装置的接口连接时a接_____________。

D中所盛试剂的名称是_____________。

（2）第二步中必须先让_____________（填编号）装置发生反应。

（3）C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是___________________________，C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为______________________________。

（4）第三步中用蒸馏水洗涤晶体的目的是除去______________________________杂质（以化学式表示）。

（5）向滤液中通氨气的目的是_____________。（填序号）

a.增大的浓度，使NH₄Cl更多地析出

b.使NaHCO₃更多地析出

（6）测试纯碱产品中NaHCO₃含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1—2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c mol·L^-1的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示+H⁺====反应的终点），所用HCl溶液体积为V₁ mL，再加1—2滴甲基橙指示剂，继续用上述HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，又用去HCl溶液的体积为V₂ mL。写出纯碱样品中NaHCO₃质量分数的计算式：

w(NaHCO₃)=________________________________________________。

Answer 1

（1）f     饱和NaHCO₃溶液

（2）B

（3）防止倒吸  NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl

（4）NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃

（5）a

（6）×100%

解析：（1）A为CO₂的气体发生装置，其产生的CO₂中含有HCl和H₂O，HCl对后续过程有不利影响，应用盛有饱和NaHCO₃溶液的D装置除去，连接时a接f。（2）相对于CO₂而言，NH₃在饱和NaCl溶液中溶解量更大，先向c中通NH₃更有利于CO₂的吸收和NaHCO₃的生成，所以应先让B装置发生反应生成NH₃。（3）C中用球形干燥管能防止倒吸，C中广口瓶内物质能依次发生反应NH₃+H₂O+CO₂====NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl====NaHCO₃↓+NaCl，总方程式为NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl。（4）从溶液中析出的晶体会吸附少量可溶性杂质。用蒸馏水洗涤NaHCO₃晶体的目的是为了除去吸附的NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃等杂质。（5）NH₃的溶入能增大浓度而使之与Cl^-一块结合为NH₄Cl析出。（6）NaHCO₃(总) +HCl====NaCl+CO₂↑+H₂O,n_总(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₂×10^-3 L。Na₂CO₃+HCl==== NaHCO₃+ NaCl，由Na₂CO₃反应生成的NaHCO₃:n′(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₁·10^-3 L,样品中的NaHCO₃为n_总(NaHCO₃)-n′（NaHCO₃）=mol，w(NaHCO₃)=  ×100%×100%。