Question

【题目】著名的“侯氏制碱法”的第一步反应是向饱和食盐水中通入CO2而析出NaHCO3 ， 该反应可表示为：NH3+NaCl+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
已知NaCl、NaHCO3、NH4Cl如下温度的溶解度：

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl
40℃时溶解度/g	37	13	46
10℃时溶解度/g			33

今在40℃时，向434g饱和食盐水中通入44.8L（标准状况）NH3 ， 再向溶液中通入过量的CO2 ， 求：
（1）可析出NaHCO3多少克？
（2）NH4Cl能否析出？
（3）若降温至10℃，可析出NH4Cl多少克？
（4）降温至10℃时，若要析出更多的NH4Cl晶体应采取什么措施？

Answer 1

【答案】
（1）可析出NaHCO3为131.5g
（2）NH4Cl不能析出
（3）若降温至10℃，可析出NH4Cl14.3g
（4）降温至10℃时，若要析出更多的NH4Cl晶体，可加入NaCl粉末
【解析】解：根据40℃时NaCl的溶解度，可以计算出434 g食盐水中NaCl的质量和物质的量：m（NaCl）= =117g，n（NaCl）= =2mol，通入的NH3的物质的量：n（NH3）= =2mol，由反应式NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl可知各反应物和生成物之间物质的量相等的关系，所以，可生成NaHCO3的质量：m（NaHCO3）=2 mol×84 gmol﹣1=168 g，溶液中剩余的水的质量为：m（H2O）= ﹣2mol×18g/mol=280.8g，这些水在40℃时可溶解NaHCO3的质量：m（NaHCO3）= =36.5g，（1）析出NaHCO3的质量为：m（NaHCO3）=168 g﹣36.5 g=131.5 g，答：可析出NaHCO3为131.5g；（2）现有NH4Cl质量：m（NH4Cl）=2 mol×53.5 gmol﹣1=107 g，40℃时，280.8 g水中可溶NH4Cl质量： =129.17g，因为129.17 g＞107 g，所以NH4Cl不能析出，答：NH4Cl不能析出；（3）降温至10℃，可析出NH4Cl：m（NH4Cl）=2 mol×53.5 gmol﹣1﹣ =14.3g，答：若降温至10℃，可析出NH4Cl14.3g；（4）降温至10℃时，NH4Cl溶液已饱和，可加入NaCl粉末，搅拌使之溶解，从而增加Cl﹣离子浓度，使NH4Cl的 平衡向左移动，则可析出更多的NH4Cl晶体．答：降温至10℃时，若要析出更多的NH4Cl晶体，可加入NaCl粉末．
（1）根据40℃时NaCl的溶解度，可以计算出434 g食盐水中NaCl的质量和物质的量，计算44.8L（标准状况）NH3的物质的量，反应式NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl计算生成NaHCO3的质量和溶液中剩余的水的质量，再结合40℃时NaHCO3的溶解度计算可溶解NaHCO3的质量，析出NaHCO3的质量为生成的NaHCO3质量减去溶解的NaHCO3的质量；（2）计算生成的NH4Cl质量和40℃时280.8 g水中可溶NH4Cl质量，比较二者的大小；（3）根据10℃时NH4Cl的溶解度，计算280.8 g水中可溶NH4Cl质量，然后用生成的NH4Cl质量减去该部分质量即可；（4）降温至10℃时，NH4Cl溶液已饱和，可加入NaCl粉末，从而增加Cl﹣离子浓度，使NH4Cl的溶解平衡向左移动．