Question

（2010?绵阳模拟）工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应，制取碳酸氢钠晶体．该反应原理可以用以下化学方程式表示，此反应是放热反应．NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （饱和）═NaHCO₃（晶体）+NH₄Cl
Ⅰ、利用上述反应原理，设计如下图所示装置，制取碳酸氢钠晶体．B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，C烧杯中盛有冰水，D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去．
2，4，6
可选用的药品有：a．石灰石  b．生石灰  c．6mol/L盐酸  d．稀硫酸   e．浓氨水f．饱和氯化钠溶液．
①A中制备气体的离子方程式

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

，E中制备气体时所需药品是（选填字母代号）

be

②B中溶液作用是

除去CO₂中的HCl

C烧杯中冰水的作用是

降低温度有利于平衡向正方向移动

．
③检验D出口处是否有氨气逸出的方法是：

将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出，若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出．

Ⅱ、该小组同学为了测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度（假设晶体中不含碳酸盐杂质），将晶体充分干燥后，称量质量为wg．再将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末质量为mg．然后进行如图所示实验：
请填空：操作III的方法为

过滤

、

洗涤

、

干燥

；所得晶体中碳酸氢钠的纯度为

42n

25w

×100%

．

Answer 1

分析：Ⅰ根据侯氏制碱法NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （饱和）═NaHCO₃（晶体）+NH₄Cl，可知此反应需要的原料为二氧化碳、氨气、饱和食盐水．
A装置为制取二氧化碳装置，反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
B装置用于除去CO₂中的HCl，E装置为制取氨气装置，制取氨气用浓氨水和生石灰来制备
C中反应装置制取碳酸氢钠，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （饱和）═NaHCO₃（晶体）+NH₄Cl，反应为放热反应，C烧杯中放冰水降低温度有利于平衡向正方向移动，
氨气为刺激性气味气体，要进行尾气处理，检验D出口处是否有氨气逸出的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出，若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出．
Ⅱ物质质量分数的计算，测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度，将晶体充分干燥后，称量质量为wg，此时为碳酸氢钠粗品质量．将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末为碳酸钠和杂质，质量为mg．然后溶解，加入氯化钙溶液，氯化钙跟碳酸钠反应生成碳酸钙，将生成的碳酸钙过滤、洗涤、干燥，称量为n g，根据关系式2NaHCO₃--CaCO₃可求出纯碳酸氢钠的质量，已知粗品的质量，即可求得碳酸氢钠的质量分数来求解．

解答：解：Ⅰ、A装置为制取二氧化碳装置，反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
B装置用于除去CO₂中的HCl；
E装置为制取氨气装置，制取氨气用浓氨水和生石灰来制备，代号为be；
C中反应装置制取碳酸氢钠 NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （饱和）═NaHCO₃（晶体）+NH₄Cl，反应为放热反应，C烧杯中放冰水降低温度有利于平衡向正方向移动；
氨气为刺激性气味气体，要进行尾气处理，检验D出口处是否有氨气逸出的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出，若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出；
故答案为：Ⅰ①CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；be；②除去CO₂中的HCl； 降低温度有利于平衡向正方向移动；  
③将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出，若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出
Ⅱ、反应的化学方程式为①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，②Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃ ↓+H₂O+2NaCl，得到的碳酸钙需要经过过滤、洗涤、干燥后方可称量．
设样品中碳酸氢钠的质量为x，由上两式可得关系式：
    2NaHCO₃--CaCO₃
  84×2          100
   x              n
     

x

84×2

=

100

n g

，
      x=

42n

25

 g，
碳酸氢钠的质量分数=

x

w

×100%=

42n

25w

×100%
故答案为：Ⅱ过滤、洗涤、干燥；

42n

25w

×100%．

点评：本题考查侯氏制碱法NH₃+CO₂+H₂O+NaCl （饱和）═NaHCO₃（晶体）+NH₄Cl，明确各原料的制备方法及尾气处理是解题的关键．物质质量分数的计算，测定C中所得晶体的碳酸氢钠的质量，已知粗品的质量，求比值即可求得碳酸氢钠的质量分数．需要注意的是要区分m和w，易混淆．