Question

1．工业制纯碱时，第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠晶体，它的反应原理可以用下面的方程式表示：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl．以上反应的总结果是放热反应．请设计一个实验：用最简单的实验装置模拟实现这一过程，获得碳酸氢钠晶体．可供选择的实验用品有：6mol/L的盐酸、6mol/L的硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化氨、食盐蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器．
（1）画出实验装置示意图（包括反应时容器中的物质），并在图中玻璃容器旁自左至右分别用A，B，C等符号标明（请见题后说明）．
（2）请写出上图中A，B，C等各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称．
（3）利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶．
说明：本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示．

铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的连接胶管等，在示意图中不必画出，如需要加热，在需要加热的仪器下方，标以“△”表示．

Answer 1

分析 （1）（2）根据题中提供的药品可知，将食盐溶于浓氨水得饱和食盐水及浓氨水的混合溶液，用6mol/L的盐酸与石灰石反应生成CO₂，通过蒸馏水除去二氧化碳气体中少量的氯化氢，将除杂后的二氧化碳通入饱和食盐水及浓氨水的混合溶液，为了促使碳酸氢钠的析出，可以将反应容器置于冰水浴中，反应中的尾气中含有氨气，所以可以用6mol/L的硫酸溶液吸收反应中的尾气，据此答题；
（3）根据碳酸氢钠和碳酸氢铵受热分解的产物不同判断是碳酸氢钠还是碳酸氢铵，根据碳酸氢钠、食盐遇盐酸后的现象判断是碳酸氢钠还是食盐．

解答 解：（1）根据题中提供的药品可知，将食盐溶于浓氨水得饱和食盐水及浓氨水的混合溶液，用6mol/L的盐酸与石灰石反应生成CO₂，通过蒸馏水除去二氧化碳气体中少量的氯化氢，将除杂后的二氧化碳通入饱和食盐水及浓氨水的混合溶液，为了促使碳酸氢钠的析出，可以将反应容器置于冰水浴中，反应中的尾气中含有氨气，所以可以用6mol/L的硫酸溶液吸收反应中的尾气，根据上面的分析可画出装置图为，
答：；
（2）结合（1）的分析，上述装置中各物质为A．CaCO₃，并由漏斗加入6mol/LHCl；B．蒸馏水（或水）；C．冰水（或冷水）；D．被氯化钠饱和的浓氨水溶液；E．6mol/LH₂SO₄，
答：A．CaCO₃，并由漏斗加入6mol/LHCl；B．蒸馏水（或水）；C．冰水（或冷水）；D．被氯化钠饱和的浓氨水溶液；E．6mol/LH₂SO₄；
（3）根据碳酸氢钠和碳酸氢铵受热分解的产物不同判断是碳酸氢钠还是碳酸氢铵，根据碳酸氢钠、食盐遇盐酸后的现象判断是碳酸氢钠还是食盐，实验操作为取少量产品放在试管中，在酒精灯加热至不再有气体放出时，停止加热．试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是碳酸氢氨，试管冷却后，向其中加入适量盐酸，反应激烈，冒大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是碳酸钠；如果加入盐酸后，晶体全部溶解，但没有气泡产生，则得到的结晶可能是食盐，
答：取少量产品放在试管中，在酒精灯加热至不再有气体放出时，停止加热．试管中如有白色剩余物质，则得到的产品不是碳酸氢氨，试管冷却后，向其中加入适量盐酸，反应激烈，冒大量气泡，最后剩余物全部溶解，说明得到的结晶是碳酸钠；如果加入盐酸后，晶体全部溶解，但没有气泡产生，则得到的结晶可能是食盐．

点评 本题考查了实验过程设计，装置图连接的注意问题和原则方法，实验测定成份等知识，掌握基础是关键，题目难度中等．