Question

侯德榜为纯碱和氮肥工业的发展作出了杰出的贡献。下面是实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的实验装置。

第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。

第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在D中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，D中出现固体．继续向D中通入两种气体，直到不再有固体产生．

第三步：过滤D中所得的混合物，得到NaHCO₃固体．

第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH₄ Cl晶体析出．

（1）下图所示装置的连接顺序是：a接________；b接_________；________接_________。

（2）B中常选用的固体反应物为__________，C中应选用的液体为_______________，请叙述A中产生气体的原理_____________________。

（3）第二步中必须先让_______装置先发生反应。

（4）D中用球形干燥管而不用直导管，其作用是___________。

（5）第四步中分离出NH₄ Cl晶体的操作名称是___________；其所得的NH₄ Cl晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO₃ 约占5%-8%），请设计一个简单的实验证明所得固体的成分大部分是NH₄Cl．简要写出操作和现象：_____________。

（6）要检验第四步分离出NH₄ Cl晶体后的溶液中含有NH₄⁺，请叙述检验方法：______________。

Answer

（1） e (1分)；d c f （1分）

（2）块状石灰石(1分)、饱和碳酸氢钠溶液(1分)；浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O NH3·H2O NH＋OH－，浓氨水滴入生石灰中，生石灰与水反应生成氢氧化钙①消耗水且使c(OH－)增大，平衡逆向移动。②反应放热；促进NH3·H2O的分解。(3分)（3）A(1分)； （4）防止倒吸(1分)

（5）过滤(1分)；取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口又有较多的固体凝结(3分)

（6）取少量分离出NH4Cl晶体后的溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液（或加入氢氧化钠溶液，加热），用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，若试纸变蓝，则证明溶液中有NH4+存在。(3分)

【解析】

试题分析：（1）装置B产生CO2气体，足量的CO2与NaOH反应生成NaHCO3，装置A产生NH3，装置A产生NH3，装置C除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳与氨气通入D中应防止倒吸，则a接e；b接d，c接f；（2）B装置是制备二氧化碳气体的反应，用稀盐酸与CaCO3反应制取CO2气体，所以固体为CaCO3，用块状石灰石，生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，若不除去碳酸氢钠难以形成，所以应用饱和碳酸氢钠溶液除去；A是制取氨气装置，氧化钙和氨水反应生成氢氧化钙和氨气，反应原理为浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O NH3·H2O NH＋OH－，浓氨水滴入生石灰中，生石灰与水反应生成氢氧化钙①消耗水且使c(OH－)增大，平衡逆向移动。②反应放热；促进NH3·H2O的分解；（3）候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水，二氧化碳气体水中溶解性较小，实验饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳气体；实验操作过程中，应让A装置先发生反应；（4）氨气极易溶于水，用直导管向饱和氯化钠溶液中通入氨气，容易发生倒吸，D中用球形干燥管球形部分液面上升慢起缓冲作用，可以防止倒吸；（5）第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH4Cl晶体析出，分离固体和液体用过滤的方法，步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠的简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的分解产物为气体，温度降低氨气和氯化氢气体会重新生成固体氯化铵，方法为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；（6）要检验第四步分离出NH4 Cl晶体后的溶液中含有NH4+的检验方法是取少量分离出NH4Cl晶体后的溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液（或加入氢氧化钠溶液，加热），用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，若试纸变蓝，则证明溶液中有NH4+存在。

考点：考查候氏制碱的反应原理和反应特征、实验制备碳酸氢钠的过程分析和装置作用判断及应用的知识。