Question

7．侯氏制碱又称氨碱法，其主要生产流程如图1：
（1）用化学方程式表示沉淀池中发生的反应NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，排出液的主要成分是CaCl₂．氨碱法制得的纯碱样品中可能会含有杂质（如NaCl）．现用两个实验方案测定纯碱样品的纯度．
方案1气体法：称取样品m克装入Y型试管左侧（如图2）
（2）Y型试管另一端应装入试剂为稀硫酸，量气管中液体应为饱和NaHCO₃．若最后读数时，发现水准管液面高于量气管（其他操作都正确），则计算所得纯碱样品的纯度值偏小 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
方案2滴定法如图3：
已知：25℃时0.1mol/L的NaHCO₃溶液的pH约为8.3            
 0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH约为11.6
（3）指示剂选用酚酞，则该纯碱样品的纯度为$\frac{0.053a}{m}$或$\frac{5.3a}{m}$%．（请用所给数据的字母符号表示）氨碱法中钠利用率不高，一些化工专家开始研究有机胺制碱法，其工艺流程如图4：
已知：NR₃+HCl→NR₃•HCl，且NR₃•HCl易溶于有机溶剂
NR₃•HCl+NH₃→NR₃+NH₄Cl
（4）有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃•HCl，操作①是（萃取）分液．
（5）副产品的成分是NH₄Cl，本工艺流程中可循环利用的物质是有机溶剂、NR₃、CO₂．

Answer 1

分析 （1）沉淀池中生成NaHCO₃，由氨气、氯化钠、二氧化碳反应生成；反应后母液中含有氯化铵，加入CaO，可生成氨气和氯化钙；
（2）用气体法测定纯碱的含量，可用稀硫酸和样品反应生成二氧化碳，用排饱和碳酸氢钠溶液的方法测定体积；
（3）以酚酞为指示剂，滴定终点生成NaHCO₃，发生Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，以此计算；
（4）由反应流程可知有机胺、二氧化碳、氨气在有机层中反应生成碳酸氢钠和氯化铵，有机层和水溶液分层；
（5）有机层中通入氨气，发生NR₃•HCl+NH₃→NR₃+NH₄Cl，结合反应物和生成物判断循环使用的物质．

解答 解：（1）沉淀池中生成NaHCO₃，由氨气、氯化钠、二氧化碳反应生成，反应的化学方程式为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反应后母液中含有氯化铵，加入CaO，可生成氨气和氯化钙，排出液含有氯化钙，氨气可循环使用，
故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl； CaCl₂；
（2）用气体法测定纯碱的含量，可用稀硫酸和样品反应生成二氧化碳，用排饱和碳酸氢钠溶液的方法测定体积，则Y型试管另一端应装入试剂为稀硫酸，量气管中液体应为饱和NaHCO₃，若最后读数时，发现水准管液面高于量气管，则气体压强偏大，体积偏小，测量的体积偏小，含量偏小，
故答案为：稀硫酸；饱和NaHCO₃；偏小；
（3）以酚酞为指示剂，滴定终点生成NaHCO₃，发生Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，则样品中n（Na₂CO₃）=5n（HCl）=5×0.1mol/L×a×10^-3L=5a×10^-4mol，质量为5.3a×10^-2g，样品质量为mg，则含量为$\frac{0.053a}{m}$ 或$\frac{5.3a}{m}$%，
故答案为：$\frac{0.053a}{m}$ 或$\frac{5.3a}{m}$%；
（4）由反应流程可知有机胺、二氧化碳、氨气在有机层中反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式为NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃•HCl，有机层和水溶液分层，可用（萃取）分液的方法分离，
故答案为：NaCl+NR₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NR₃•HCl；（萃取）分液；
（5）有机层中通入氨气，发生NR₃•HCl+NH₃→NR₃+NH₄Cl，副产品为NH₄Cl，由反应所用原料可知有机溶剂、NR₃、CO₂可用于循环使用，
故答案为：NH₄Cl；有机溶剂、NR₃、CO₂．

点评 本题综合考查物质的制备以及含量的测定，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验的原理和题给信息的判断，难度不大．