Question

（2009?清远模拟）某校学生在实验室中设计了如下装置，模拟侯德榜制碱法，获得碳酸氢钠晶体，反应原理可用如下化学方程式表示：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NH₄Cl+NaHCO₃↓，依据此原理，再将碳酸氢钠晶体加热分解而制得碳酸钠晶体，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装置的名称是：

启普发生器

．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污染

，使用球形干燥管的目的是：

防止倒吸

．
（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）

	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装置中使用冰水是因为

温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出

．
（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

A与B

装置之间（填写字母）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）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

60%

．

Answer 1

分析：（1）依据装置图分析，A为启普发生器，用来制取固体和液体不需要加热，生成的气体难溶于水的气体制备反应，依据侯德榜制碱法，可知生成二氧化碳；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；C装置中的稀硫酸时吸收挥发出的氨气，避免污染空气；因为氨气极易溶于水，球形干燥管的组装是为了防止倒吸；
（2）依据图表中各温度下的物质溶解度分析，碳酸氢钠溶解度随温度降低会减小析出；
（3）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，说明生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，和氨气反应后，溶液中不易生成碳酸氢钠；需要除去氯化氢后通入氨化的饱和食盐水中，反应析出碳酸氢钠晶体；除去二氧化碳气体中的氯化氢最好用饱和碳酸氢钠溶液；
（4）依据化学方程式计算理论上得到碳酸氢钠的质量，结合产率等于实际量除以理论量．

解答：解：（1）依据装置图分析，A为启普发生器，用来制取固体和液体不需要加热，生成的气体难溶于水的气体制备反应，依据侯德榜制碱法，可知生成二氧化碳；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；C装置中的稀硫酸时吸收挥发出的氨气，避免污染空气；因为氨气极易溶于水，球形干燥管的组装是为了防止倒吸，
故答案为：启普发生器；吸收从B装置中的试管内逸出的氨气，减少污染；防止倒吸；
（2）图表中物质溶解度比较可知，温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出，符合制备要求，故答案为：温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出；
（3）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，说明生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，和氨气反应后，溶液中不易生成碳酸氢钠；需要在A和B之间利用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，然后通入氨化的饱和食盐水中，反应析出碳酸氢钠晶体，故答案为：A与B；饱和NaHCO₃溶液；除去CO₂中混合的HCl气体；
（4）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，依据化学反应：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂=NaHCO₃↓+NH₄Cl；5.85gNaCl全部反应生成NaHCO₃质量为8.4g，实际生成5.04g，所以NaHCO₃的产率=

实际量

理论量

×100%=

5.04g

8.4g

×100%=60%，
故答案为：60%．

点评：本题考查了实验装置和反应过程的分析判断，实验装置中的注意问题和反应原理，除杂装置的选择原则，数据的分析应用是解题关键，题目难度中等．