Question

（16分）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以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

回答下列问题：

（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

（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。

（Ⅰ）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：

①乙装置中的试剂是              。

②丁装置的作用是                     。

（Ⅱ）另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。

①实验时，须先从a管通入            气体（填气体分子式），再从b管通入           气体（填气体分子式）。

②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是                           。

（3）“纯碱中常常会混有少量氯化钠。”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量：

称取1.840 g小苏打样品（含少量NaCl），配置成250 mL溶液，取出25.00 mL用0.1000 mol·L^-1盐酸滴定，消耗盐酸21.50 mL。

①实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有                               。

②样品中NaHCO₃质量分数为                           。

（4）将一定质量小苏打样品（只考虑含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果              。（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）

Answer

（16分）

（1）c（2分）

（2）（Ⅰ）①饱和的碳酸氢钠溶液（2分） ②吸收未反应的NH3 （2分）

（Ⅱ）①NH3 CO2（2分） ②增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率（2分）

（3）①电子天平（或分析天平） 250mL容量瓶（2分） ②0.9815（或98.15%）（2分）

（4）偏高（2分）

【解析】

试题分析：（1）碳酸氢铵与氯化钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度，所以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：碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出，c项正确。

（2）（Ⅰ）①盐酸与碳酸钙制取的二氧化碳中含有HCl杂质，所以乙装置中的试剂作用是除去HCl，为饱和的碳酸氢钠溶液。

②尾气中含有NH3，丁装置中的试剂为稀硫酸，能吸收未反应的NH3。

（Ⅱ）①因为CO2的溶解度小，如果先通入CO2，溶解的CO2较少，不能得到NaHCO3晶体，所以须先从a管通入NH3，再从b管通入CO2。

②己装置为多孔球泡，在戊装置的b管下端连接己装置，可起到增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率的作用。

（3）称取1.840 g小苏打样品需要用到电子天平（或分析天平），配制250 mL溶液需要250mL容量瓶，所以实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有电子天平（或分析天平）和250mL容量瓶。

②根据化学反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，样品中NaHCO3质量分数=0.0215L×0.1000mol/L×84g/mol×250mL/25mL÷1.840g×100%=98.15%。

（4）蒸干后称量固体质量， NaHCO3与盐酸反应生成NaCl，根据固体质量差可计算NaHCO3的质量，若蒸发过程中有少量液体溅出，固体质量差变大，则测定结果偏高。

考点：本题考查实验方案的分析与评价、基本仪器与基本操作、化学计算、误差分析。