Question

“侯氏制碱法”是我国化工行业历史长河中一颗璀璨明珠。

Ⅰ．.纯碱的制备：用下图装置制取碳酸氢钠，再间接制得纯碱。

（1）装置乙的作用是 _________________，其中水可以用_______________代替；

（2）装置丙中反应的化学方程式为_____________________________________；

（3）用装置丙中产生的碳酸氢钠制取纯碱时，需要的实验操作有：_____________。

（4）定量分析：测定纯碱样品纯度

提供药品：酚酞、甲基橙、0.1mol/LHCl溶液

实验步骤：

①称取样品mg，溶于水形成100mL溶液；

②向溶液中滴加少量___________作指示剂，再向其中滴加盐酸溶液至终点，消耗盐酸_________VmL；

③计算：纯碱样品纯度=__________________。

Ⅱ．某小组同学在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，测得溶液pH随温度变化的曲线：

当温度恢复到10℃，测得溶液  pH=11.5。  

（5）依据图像信息对下列问题做出合理猜测：

①AB段pH上升原因：____________________________________________________，

②BC段pH上升原因：____________________________________________________；

（6）设计实验对BC段pH上升的合理猜测进行验证(药品任意选择)：__________________________。

Answer

（1）除去二氧化碳中混有的氯化氢气体 饱和碳酸氢钠溶液 ；

（2）NH3·H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

（3）过滤、洗涤、灼烧

（4）酚酞 0.0106V/m (或甲基橙，(0.0084V-m)/62m)

（5）①HCO3-+H2OH2CO3+OH-，△H>0；升温促进水解平衡正向移动，pH上升

②2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，温度较高时，使得碳酸氢钠受热分解为碳酸钠，溶液碱性增强

（6）取回复至室温的溶液少许，向其中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明猜测合理。

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）盐酸有挥发性，制得的CO2中混有少量HCl，故乙装置的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，可以用饱和碳酸氢钠溶液代替水吸收HCl；

（2）装置丙是侯氏制碱原理，发生的反应方程式为NH3·H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；

（3）从反应后的混合物中提出不溶物需要过滤并洗涤，最后加热灼烧使之完全分解得到纯碱，具体需要的实验操作有过滤、洗涤、灼烧；

（4）②用盐酸滴定纯碱溶液选择酚酞作指示剂；

③滴定过程发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+H2O，n(Na2CO3)=n(HCl)=0.1V×10-3mol，样品的纯度为×100%=0.0106V/m；

Ⅱ．（5）①AB段pH上升原因是溶液里存在HCO3-+H2OH2CO3+OH-，△H>0；升温促进水解平衡正向移动，pH上升；

②BC段pH上升原因是碳酸氢钠不稳定，受热分解生成碳酸钠，碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠，溶液碱性增强；

（6）结合碳酸钠与碳酸氢钠的性质差异，取回复至室温的溶液少许，向其中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明溶液里含有碳酸钠，猜测合理。

考点：以侯氏制碱原理为载体，探究盐类水解、实验基本操作及混合物成分计算。