Question

19．纯碱是化学工业生产中一种非常重要的化工原料．
反应原理：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃══Na₂CO₃++H₂O+CO₂↑
已知：常温下氨气极易溶于水，1体积水大约可以溶解700体积的氨气；二氧化碳可溶于水，1体积水大约可以溶解1体积二氧化碳．
某课外活动小组模拟工业流程来制备纯碱，实验装置、所需实验药品和装置如图所示：

实验步骤
（1）搭好装置并检查装置气密性．
（2）中间的烧瓶中加入20mL饱和食盐水，并将其浸入冰水中； D中加入足量生石灰固体，E中加入足量浓氨水，利用该方法制取氨气的原理是氧化钙溶于水放热，降低氨气的溶解度（写一点即可），根据该原理，生石灰也可以用氢氧化钠固体代替；B中加入足量碳酸钙粉末，A中加入足量稀硫酸（可分多次加入），写出该反应的化学方程式CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑，选择用稀硫酸而不用稀盐酸的理由是盐酸易挥发                                                      
（3）制备NaHCO₃：先打开弹簧夹K₂（填K₁或K₂），使对应一侧烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约20分钟左右时，再打开另一个弹簧夹，使其一侧的烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约5分钟即有浑浊出现，约15分钟出现大量白色固体．这种气体通入先后顺序的目的是先通入氨气使溶液显碱性，有利于吸收二氧化碳．
在该实验过程中，中间的烧瓶浸入冰水中的目的：吸收更多的气体，降低碳酸氢钠的溶解度．
（4）制备纯碱：欲得到纯碱，上述实验结束后，将固体过滤、洗涤后，还需进行的操作是加热；若将制得的纯碱放入足量的稀硫酸中，并将生成的气体全部通入氢氧化钠溶液中，溶液质量增加0.88g，则步骤（3）中制得的NaHCO₃的质量是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
（2）氧化钙、氢氧化钠溶于水都放热；
稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳；
盐酸易挥发；
（3）实验过程中，应该先通入氨气使溶液显碱性，后通入二氧化碳，这样有利于对二氧化碳的吸收；
气体的溶解度随着温度降低而增大，碳酸氢钠的溶解度随着温度降低而减小；
（4）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：（1）搭好装置并检查装置气密性，以防装置漏气影响实验结果．
故填：检查装置气密性．
（2）利用该方法制取氨气的原理是氧化钙溶于水放热，降低氨气的溶解度；
根据该原理，生石灰也可以用氢氧化钠固体代替；
B中加入足量碳酸钙粉末，A中加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑
，选择用稀硫酸而不用稀盐酸的理由是盐酸易挥发，会导致二氧化碳中混有氯化氢气体．
故填：氧化钙溶于水放热，降低氨气的溶解度；氢氧化钠；CaCO₃+H₂SO₄═CaSO₄+H₂O+CO₂↑；盐酸易挥发．                                                      
（3）制备NaHCO₃时，先打开弹簧夹 K₂，使对应一侧烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约20分钟左右时，再打开另一个弹簧夹，使其一侧的烧瓶中生成的气体进入饱和食盐水，大约5分钟即有浑浊出现，约15分钟出现大量白色固体．这种气体通入先后顺序的目的是先通入氨气使溶液显碱性，有利于吸收二氧化碳；
在该实验过程中，中间的烧瓶浸入冰水中的目的是：吸收更多的气体，降低碳酸氢钠的溶解度．
故填：K₂；先通入氨气使溶液显碱性，有利于吸收二氧化碳；吸收更多的气体，降低碳酸氢钠的溶解度．
（4）设步骤（3）中制得的NaHCO₃的质量为x，
由2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑可知，2NaHCO₃～CO₂↑，
2NaHCO₃～CO₂↑，
168             44
x              0.88g
$\frac{168}{x}$=$\frac{44}{0.88g}$，
x=3.36g，
答：步骤（3）中制得的NaHCO₃的质量是3.36g．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．