题目内容
工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱．
（1）写出该实验制备纯碱的反应方程式 、 ．
（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 （填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出 d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（3）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是 ，其作用是 ；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是 ；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是 （填分离操作的名称），该操作所需要的玻璃仪器有
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入 气体，说明原因
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是
（4）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为 ．
（1）写出该实验制备纯碱的反应方程式
（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出 d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（3）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是
（4）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为
考点：纯碱工业（侯氏制碱法）
专题：实验设计题
分析：（1）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体；高温下，碳酸氢钠不稳定易分解生成碳酸钠；
（2）依据题干中信息碳酸氢钠溶解度相对较小分析判断；
（3）①（Ⅰ）依据用盐酸制取二氧化碳时常会含有氯化氢气体分析即可解答；
（Ⅱ）依据稀硫酸能与氨气反应，氨气有毒易造成污染分析解答；
（Ⅲ）依据分离固体与液体采用的实验操作是过滤，结合过滤实验用到的仪器分析解答；
②（Ⅰ）从制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，以及氨气易溶于水分析判断；
（Ⅱ）从装置改动后反应物的接触面积变大分析判断；
（4）依据化学方程式结合反应过程分析判断，依据生成沉淀为碳酸钙，加热碳酸氢钠分解后的混合物质量列方程计算．
（2）依据题干中信息碳酸氢钠溶解度相对较小分析判断；
（3）①（Ⅰ）依据用盐酸制取二氧化碳时常会含有氯化氢气体分析即可解答；
（Ⅱ）依据稀硫酸能与氨气反应，氨气有毒易造成污染分析解答；
（Ⅲ）依据分离固体与液体采用的实验操作是过滤，结合过滤实验用到的仪器分析解答；
②（Ⅰ）从制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，以及氨气易溶于水分析判断；
（Ⅱ）从装置改动后反应物的接触面积变大分析判断；
（4）依据化学方程式结合反应过程分析判断，依据生成沉淀为碳酸钙，加热碳酸氢钠分解后的混合物质量列方程计算．
解答：
解：（1）氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓，煅烧炉中碳酸氢钠不稳定，在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O，
故答案为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O；
（2）a．碳酸氢钠易溶于水，故A错误；
b．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故B错误；
c．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故C正确；
d．碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠，故d错误；
故选c；
（3）①（Ⅰ）利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应，所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体，
故答案为：故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；除去CO2中的HCl气体；
（Ⅱ）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，防止造成污染，
故答案为：吸收未反应完的NH3；
（Ⅲ）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作；该操作所需要的玻璃仪器为：玻璃棒、漏斗、烧杯，
故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；
②（Ⅰ）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，所以应先通入氨气，而氨气极易溶于水，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵，
故答案为：氨气；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵；
（Ⅱ）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2的吸收率；
（4）碳酸氢钠受热发生的反应为：2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O，与足量的石灰水充分反应，
NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O+NaOH；Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
反应生成的碳酸钙物质的量=
=0.12mol；
设加热后的固体12.28g中含碳酸钠物质的量x，碳酸氢钠物质的量为y，依据题意得到：
x+y=0.12，106x+84y=12.28 解得：x=0.1mol；y=0.02mol；
则所得固体中碳酸钠的质量分数=
×100%=86.3%，
故答案为：86.3%．
| ||
故答案为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；2NaHCO3
| ||
（2）a．碳酸氢钠易溶于水，故A错误；
b．碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故B错误；
c．碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故C正确；
d．碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠，故d错误；
故选c；
（3）①（Ⅰ）利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应，所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体，
故答案为：故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；除去CO2中的HCl气体；
（Ⅱ）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，防止造成污染，
故答案为：吸收未反应完的NH3；
（Ⅲ）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作；该操作所需要的玻璃仪器为：玻璃棒、漏斗、烧杯，
故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；
②（Ⅰ）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，所以应先通入氨气，而氨气极易溶于水，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵，
故答案为：氨气；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵；
（Ⅱ）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2的吸收率；
（4）碳酸氢钠受热发生的反应为：2NaHCO3
| ||
NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O+NaOH；Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
反应生成的碳酸钙物质的量=
| 12g |
| 100g/mol |
设加热后的固体12.28g中含碳酸钠物质的量x，碳酸氢钠物质的量为y，依据题意得到：
x+y=0.12，106x+84y=12.28 解得：x=0.1mol；y=0.02mol；
则所得固体中碳酸钠的质量分数=
| 0.1mol×106g/mol |
| 12.28g |
故答案为：86.3%．
点评：本题是一道有关工业制纯碱知识的一道综合实验题目，考查学生分析和解决问题的能力，掌握制碱原理是解题的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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