题目内容
侯德榜先生是我国举世闻名的化工专家，他对制碱技术作出了重大贡献，他所发明的联合制碱法称作“侯氏制碱法”．右图是在实验室中模拟“侯氏制碱法”中制取碳酸氢钠一步的实验装置，实验步骤为：①连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品．
②先从D的分液漏斗中连续滴下浓氨水，直到产生的气体不能再在C中的饱和NaCl溶液中溶解时．再通入A中产生的气体．片刻后，烧杯中析出白色固体（碳酸氢钠）．继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生为止．
③过滤烧杯内所得的混合物，得到碳酸氢钠固体．
④向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：
NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），搅拌后过滤，滤出物可用作化肥．
⑤滤液再注入烧杯C中，重复使用，进行下一次制备…
试回答下列问题：
（1）检验装置A气密性的方法是______．
（2）烧杯C中发生反应的化学方程式为______．
（3）A中常选用的固体为______；B中应选用的液体为______．
（4）步骤②中必须先让D中发生反应，产生气体后，再让A中发生反应产生气体，原因是______．
（5）步骤④是在较高温度（如60℃）下还是在较低温度下（如0℃～10℃）下进行合适？______（填“较高”或“较低”）
（6）步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占5%～8%），请设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵．简要写出操作方法、现象和结论．______．
【答案】分析：（1）装置气密性检查是依据装置中压强的变化，结合水的液面变化分析判断；
（2）依据装置图中的物质制备可知A为制备二氧化碳气体，D装置是制备氨气的装置，通入饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵；
（3）A装置是制备二氧化碳气体一般用碳酸钙和盐酸反应生成，B是除杂装置，二氧化碳气体中含有氯化氢气体，会影响碳酸氢钠的生成；除杂可以用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液；
（4）制备碳酸氢钠晶体，需要在饱和氯化钠溶液中先通入氨气，用来更多吸收二氧化碳，形成碳酸氢钠晶体；
（5）步骤④是向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），温度越高氯化铵的溶解度增大不利于氯化铵的晶体析出；
（6）氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠，实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的性质，受热生成氯化氢和氨气气体，在试管口处温度降低重新生成固体氯化铵分析判断；
解答：解：（1）检验装置气密性，主要是利用装置内的压强变化来判断，用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
故答案为：用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
（2）烧杯C中发生反应是二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵的反应，化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
（3）A装置是制备二氧化碳气体的反应，所以固体为CaCO3；生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，若不除去碳酸氢钠难以形成，所以应用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液除去；
故答案为：饱和NaHCO3溶液或水或饱和食盐水；
（4）步骤②中必须先让D中发生反应，产生气体后，再让A中发生反应产生气体，因为NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
故答案为：NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
（5）步骤④是向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），温度越高氯化铵的溶解度增大不利于氯化铵的晶体析出，所以应在温度较低 的条件下析出氯化铵晶体，故答案为：较低；
（6）步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占5%～8%），设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的分解产物为气体，温度降低氨气和氯化氢气体会重新生成固体氯化氨，方法为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
故答案为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
点评：本题考查了实验制备碳酸氢钠的过程分析和装置作用判断，候氏制碱的反应原理和 反应特征是解题关键，熟练掌握工业制备流程和注意问题，能顺利解决问题，题目难度中等．
（2）依据装置图中的物质制备可知A为制备二氧化碳气体，D装置是制备氨气的装置，通入饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵；
（3）A装置是制备二氧化碳气体一般用碳酸钙和盐酸反应生成，B是除杂装置，二氧化碳气体中含有氯化氢气体，会影响碳酸氢钠的生成；除杂可以用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液；
（4）制备碳酸氢钠晶体，需要在饱和氯化钠溶液中先通入氨气，用来更多吸收二氧化碳，形成碳酸氢钠晶体；
（5）步骤④是向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），温度越高氯化铵的溶解度增大不利于氯化铵的晶体析出；
（6）氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠，实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的性质，受热生成氯化氢和氨气气体，在试管口处温度降低重新生成固体氯化铵分析判断；
解答：解：（1）检验装置气密性，主要是利用装置内的压强变化来判断，用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
故答案为：用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
（2）烧杯C中发生反应是二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵的反应，化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
（3）A装置是制备二氧化碳气体的反应，所以固体为CaCO3；生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，若不除去碳酸氢钠难以形成，所以应用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液除去；
故答案为：饱和NaHCO3溶液或水或饱和食盐水；
（4）步骤②中必须先让D中发生反应，产生气体后，再让A中发生反应产生气体，因为NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
故答案为：NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
（5）步骤④是向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），温度越高氯化铵的溶解度增大不利于氯化铵的晶体析出，所以应在温度较低 的条件下析出氯化铵晶体，故答案为：较低；
（6）步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占5%～8%），设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的分解产物为气体，温度降低氨气和氯化氢气体会重新生成固体氯化氨，方法为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
故答案为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
点评：本题考查了实验制备碳酸氢钠的过程分析和装置作用判断，候氏制碱的反应原理和 反应特征是解题关键，熟练掌握工业制备流程和注意问题，能顺利解决问题，题目难度中等．
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