Question

工业以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；   
NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是______（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水             b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是______，其作用是______；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是______；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃ 晶体的操作是______（填分离操作的名称），该操作所需要的玻璃仪器有______．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入______气体，说明原因______．
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______．
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为______．
（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______．

Answer

（1）依据碳酸氢钠溶解度相对较小分析判断；
（2）①（I）依据制取二氧化碳时常会含有氯化氢气体分析即可；
（II）依据稀硫酸能与氨气反应分析解答；
（III）依据分离固体与液体采用的实验操作分析解答；
②（I）从制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，以及氨气易溶于水分析判断；
（II）从装置改动后反应物的接触面积变大分析判断；
（3）依据化学方程式结合反应过程分析判断，依据生成沉淀为碳酸钙，加热碳酸氢钠分解后的混合物质量列方程计算；
（4）从题干信息以及所学的制取碳酸氢钠的知识解决即可．
【解析】
（1）a、碳酸氢钠易溶于水；故a不符合；
b、碳酸氢钠的受热分解与该现象无关，故b不符合；
c、碳酸氢钠的稳定性不如碳酸钠；由于对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些，所以应首先析出；
d、碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠，故d不符合；
故答案为：c．
（2）①（I）利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体，碳酸氢钠能与盐酸反应，所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体，
故答案为：饱和碳酸氢钠的溶液；除去CO2中的HCl气体；
（II）实验过程中氨气可能有剩余，而稀硫酸能与氨气反应，所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3，故答案为：吸收未反应完的NH3；
（III）分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体，常采用的实验操作是过滤操作；该操作所需要的玻璃仪器为：玻璃棒、漏斗、烧杯，故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；
②（I）制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水，所以应先通入氨气，而氨气极易溶于水，所以a端通入，从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵，
故答案为：氨气；氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵；
（II）装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案为：增大气体与溶液接触面积，提高CO2的吸收率；
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数可以依据化学方程式进行计算得到；
发生的反应为：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，
NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O+NaOH；Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；反应生成的碳酸钙物质的量==0.12mol；
设加热后的固体12，28g中含碳酸钠物质的量x，碳酸氢钠物质的量为y，依据题意得到：
x+y=0.12
106x+84y=12.28
得到x=0.1mol；y=0.02mol；
则所得固体中碳酸钠的质量分数=×100%=86.3%，
故答案为：86.3%；
（4）从题干信息NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl；可得制取碳酸氢钠的方法，同时也可采用烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3 溶液中通入过量CO2 等得到碳酸氢钠；
故答案为：用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应（或往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等）．