题目内容
【题目】我国制碱工业的先驱——侯德榜先生发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+CO2+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3(晶体)。依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。
(1)A装置中所发生反应的离子方程式为___。C装置中稀硫酸的作用为___。
(2)下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)
温度 溶解度 | 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B装置中使用冰水的目的是___。
(3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在___装置与___装置之间(填写字母)连接一个盛有___的洗气装置,其作用是___。
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为___。
【答案】CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染 温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出 A B 饱和NaHCO3溶液 除去CO2中混合的HCl气体 60%
【解析】
A装置用于实验室制二氧化碳气体,气体中含有易挥发的HCl和水蒸气,通入到B装置中二氧化碳和氨气、氯化钠发生反应生成氯化铵和碳酸氢钠。
(1)A装置主要是实验室制二氧化碳气体,装置中所发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,C装置中稀硫酸的作用为吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染;
(2)碳酸氢钠在温度低时溶解度很小,0℃溶解度为6.9g,因此B装置中使用冰水的目的是温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出;
(3)实验室制取二氧化碳时,还有易挥发的HCl气体通入到B装置中,HCl和氨气要反应生成氯化铵,HCl也要和碳酸氢钠反应,因此应在A装置与B装置之间,连接一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置,其作用是除去CO2中混合的HCl气体;
(4)根据方程式NH3+CO2+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3(晶体)可知5.85g氯化钠理论上可以得到8.4g碳酸氢钠,则产率。