Question

11．在实验室中，可利用碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等物质溶解度的差异，通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，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，欲制得碳酸钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，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装置中所发生反应的离子方程式为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．C装置中稀硫酸的作用为：吸收从B装置中的试管内逸出．
（2）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 由制备实验装置可知，A中发生CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，B中发生NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NH₄Cl+NaHCO₃↓，为防止氨气与挥发的HCl反应，最好在A、B之间加盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，结合溶解度可知，B中冷水冷却可析出NaHCO₃，C中浓硫酸可吸收逸出的氨气，以此来解答．

解答 解：（1）A装置中发生的反应是碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳和氯化钙、水，所发生反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂+H₂O；因为该反应用到液氨，氨气易挥发，所以装置C中浓硫酸的作用是吸收从B装置中的试管内逸出的氨气，减少对环境的污染，
故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；吸收从B装置中的试管内逸出；
（2）根据表中数据可知碳酸氢钠的溶解度随温度降低减小的较多，所以在冰水中有利于碳酸氢钠的析出，故答案为：温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出；
（3）二氧化碳的制取用到的盐酸易挥发出HCl，HCl若与氨气反应生成氯化铵，则反应中无碳酸氢钠生成，所以应除去二氧化碳中的HCl，在A与B之间加一个盛有碳酸氢钠饱和溶液的洗气瓶即可，
故答案为：A与B；饱和NaHCO₃溶液；除去CO₂中混合的HCl气体；
（4）5.85gNaCl的物质的量是0.1mol，若完全转化为碳酸氢钠，根据元素守恒，则生成碳酸氢钠的物质的量也是0.1mol，则碳酸氢钠的质量是0.1mol×84g/mol=8.4g，所以碳酸氢钠的产率为$\frac{5.04g}{8.4g}$×100%=60%，
故答案为：60%．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，把握物质制备原理、装置的作用、守恒法进行产率计算等为解答的关键，侧重分析、实验及计算能力的综合考查，题目难度中等．