Question

5．侯德榜是我国著名科学家，1933年出版《纯碱制造》一书，创立了中国自己的制碱工艺．其纯碱制造原理如图1所示：

（1）由NaHCO₃制备纯碱的化学方程式是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）过程Ⅰ通入NH₃和CO₂的顺序是先通NH₃，后通CO₂．
（3）过程Ⅱ析出NH₄Cl（s）的原因是NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进氯化铵析出．
（4）充分利用副产品NH₄Cl生产NH₃和HCl．直接加热分解NH₄Cl，NH₃和HCl的产率往往很低，原因是NH₃+HCl=NH₄Cl．
（5）采用MgO循环分解NH₄Cl．加热，在300℃以下获得NH₃；继续加热至350℃～600℃获得HCl气体．利用下列装置（图2）（加热及加持装置略）可测量NH₃和HCl的产率．
①低于300℃时，干燥管盛装的干燥剂是碱石灰．NH₃吸收完全后，更换干燥剂和吸收装置中的吸收液．
②产生NH₃的化学反应方程式是MgO+2NH₄Cl $\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑．
③在350℃～600℃，图2虚线框内应选择的安全瓶是（图3）c．
④MgO可以循环分解NH₄Cl制得NH₃和HCl的原因是因为MgO+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，而MgCl₂水解生成Mg（OH）₂和HCl，MgCl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+2HCl↑；Mg（OH）₂受热生成MgO，Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O，
所以MgO可以循环应用与NH₄Cl反应制得NH₃和HCl．（结合化学方程式解释）．

Answer 1

分析 （1）根据题意，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，同时生成水和二氧化碳，写出反应的化学方程式即可；
（2）使溶液在碱性环境下，二氧化碳的溶解度增大；
（3）根据NH₄Cl的溶解平衡可知：
（4）氨气与氯化氢相遇又结合成氯化铵；
（5）①低于300℃时，干燥管盛装的干燥剂是碱石灰；
②采用MgO循环分解NH₄Cl．加热，在300℃以下获得NH₃，同时生成氯化镁和水；
③氯化氢极易溶于水；
④MgO+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$  2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，而MgCl₂水解生成Mg（OH）₂和HCl，MgCl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+2HCl↑；Mg（OH）₂受热生成MgO，Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O，
所以MgO可以循环应用与NH₄Cl反应制得NH₃和HCl．

解答 解：（1）碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，同时生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
（2）先通NH₃使溶液呈碱性，这样可增大CO₂  的溶解度，产生更多的NaHCO₃，
故答案为：先通NH₃，后通CO₂；                                                               
（3）NH₄Cl的溶解平衡：NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进氯化铵析出，
故答案为：NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进氯化铵析出；
（4）氨气与氯化氢相遇又结合成氯化铵，NH₃+HCl=NH₄Cl；
故答案为：NH₃+HCl=NH₄Cl；
（5）①低于300℃时，干燥管盛装的干燥剂是碱石灰，
故答案为：碱石灰；
②采用MgO循环分解NH₄Cl．加热，在300℃以下获得NH₃，同时生成氯化镁和水：MgO+2NH₄Cl  $\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$ 2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，
故答案为：MgO+2NH₄Cl  $\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$ 2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑
③氯化氢极易溶于水，防倒吸，选C装置，
故答案为：c；
④因为MgO+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$  2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，而MgCl₂水解生成Mg（OH）₂和HCl，
MgCl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+2HCl↑；Mg（OH）₂受热生成MgO，Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O，
所以MgO可以循环应用与NH₄Cl反应制得NH₃和HCl．
故答案为：MgO+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$  2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，而MgCl₂水解生成Mg（OH）₂和HCl，MgCl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+2HCl↑；Mg（OH）₂受热生成MgO，Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O，所以MgO可以循环应用与NH₄Cl反应制得NH₃和HCl．

点评 考查了物质制备方案的设计，化学实验的基本操作，题目综合性比较强，完成此题，可以依据已有的知识结合物质的性质进行．