Question

11．（1）我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如图：
提示：沉淀池中反生的反应为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
①往饱和食盐水中依次通入足量的NH₃、CO₂（氨碱法），二不先通CO₂再通NH₃的原因是因为NH₃极易溶于水且溶液呈弱减性，再通入CO₂使之更多地转化为HCO₃^-
②从生产流程图可知，物质X是CO₂．
③写出煅烧炉中反应的化学方程式：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）实验室用CO₂和50mL2mol•L^-1NaOH溶液制取50mL1mol•L^-1纯碱溶液．
①写出简要的实验步骤：将50mL2mol•L^-1NaOH溶液分成二等份，向其中一份中通入过量CO2气体，然后将另一份NaOH溶液倒入并充分混合，可得50mL1mol•L^-1纯碱溶液．
②写出有关反应的化学方程式：NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1））①从CO₂在水中打的溶解度不大、而NH₃极易溶于水来分析；
②煅烧炉内分解的是碳酸氢钠，产物为CO₂和水，而沉淀池中需要通入的气体为CO₂；
③煅烧炉内碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO₂和水；
（2）50mL2mol•L^-1NaOH溶液制取50mL1mol•L^-1纯碱溶液，可知不需要另外向溶液里增加Na₊，如果直接通CO₂，恰好完全反应时生成碳酸钠，如果CO₂的量不足将混有NaOH，CO₂过量将有NaHCO₃生成，可结合反应NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O选择实验方法；

解答 解：（1）①氨气极易溶于水，而二氧化碳微溶于水，先通入氨气，溶液呈碱性，再通入二氧化碳气体可之更多地转化为HCO₃^-，故答案为：因为NH₃极易溶于水且溶液呈弱减性，再通入CO₂使之更多地转化为HCO₃^-；
②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO₂和水，可将CO₂通入沉淀中循环利用，故X为CO₂，故答案为：CO₂；
③碳酸氢钠受热分解的化学方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①将50mL2mol•L^-1NaOH溶液均匀分成二等份；Ⅱ、向其中一等份中通入过量CO₂气体；Ⅲ、将另一等份NaOH溶液加入步骤Ⅱ所得溶液中，并充分混合，即得到50mL1mol•L^-1纯碱溶液；故答案为：将50mL2mol•L^-1NaOH溶液分成二等份，向其中一份中通入过量CO₂气体，然后将另一份NaOH溶液倒入并充分混合，可得50mL1mol•L^-1纯碱溶液；
②NaOH溶液里通入过量CO₂气体发生反应的化学方程式为NaOH+CO₂=NaHCO₃，碳酸氢钠溶液里加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，故答案为：NaOH+CO₂=NaHCO₃、NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

点评 本题以侯氏制碱法为载体，探究实验的操作原理及纯碱的制备实验设计，基础考查，但培养了学生分析问题，解决问题的能力，特别是碳酸钠的制备方法是难点，整体难度不大．