Question

碳酸钠、碳酸氢钠是日常生产生活中常用的两种盐。在实验室中制取NaHCO₃的方法有多种。请

依据下列方法回答问题：

方法一：模拟工业“侯氏制碱法”制取：（原理NaCl+H₂O+CO₂+NH₃ = NaHCO↓+NH₄Cl)

第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装人药品。

第二步：让某一装置先发生反应，直到产生的气体不能再在Ⅲ中溶解，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，Ⅲ中出现固体。继续向Ⅲ中通入两种气体，直到不再有固体产生。

第三步：分离Ⅲ中所得的混合物，得到NaHCO₃固体。

第四步：向滤液中加入适量的某固体粉末，有NH₄Cl晶体析出。

(1)图中所示装置的连接顺序是：a接f；e接________；b接_________（填接口编号)。

(2) I中盛放稀盐酸的仪器名称是_____________，IV中应选用的液体为________________。

(3 )第二步中让  _____________  (填序号）装置先发生反应。

(4)第四步中所加固体粉末为________。所得的晶体中常含有少置的NaCl和NaHCO₃(约占5%~8%)，请设计一个简单的实验，不使用其他任何试剂，证明所得晶体大部分是NH₄Cl。简要写出操作和现象______________________。

方法二：把CO₂通人饱和Na₂CO₃溶液制取NaHCO₃。装置如下图所示（气密性已检验，部分夹持装置略）：

(5 )请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用_________________。

(6)当C中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤、干燥备用。为确定固体的成分，实验小组设计方案如下（取一定量的固体，配成溶液作为样液，其余固体备用）：

①方案1：取样液与澄清的Ca(OH)₂溶液混合，出现白色沉淀。

实验小组对现象产生的原理进行分析，认为该方案不合理，理由是________________。

②方案2：取样液与BaCl₂溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生。

实验小组认为固体中存在NaHCO₃,其离子方程式是________________。

方法三：（7）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法（用相关的化学反应方程式来表示）：__________________________________。

Answer

d，c 长颈漏斗 饱和碳酸氢钠溶液 Ⅱ NaCl 取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口内壁又有较多的固体凝结。 CO2在水中存在平衡：CO2+H2OH2CO3HCO+H+，有H2SO4存在时，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体。 Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀，无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3 2HCO+Ba2+ = BaCO3↓+ CO2↑+H2O NaOH + CO2 = NaHCO3 Ca(HCO3)2+ NaOH== NaHCO3+ CaCO3 +H2O 其它合理方法均可。

【解析】(1)生成的CO2中混有氯化氢气体，需要通过饱和碳酸氢钠溶液除去，即a接f；由于氨气极易溶于水，所以c口通入氨气，则e接d，b接c；(2) I中盛放稀盐酸的仪器名称是分液漏斗，IV中应选用的液体为饱和碳酸氢钠溶液；(3)由于CO2在水中的溶解度较小，所以首先通入氨气，则第二步中让Ⅱ装置先发生反应；(4)滤液中含有铵根和氯离子，因此要得到氯化铵晶体，需要增大氯离子浓度，则第四步中所加固体粉末为NaCl。氯化铵受热易分解，且生成的氨气和氯化氢又极易结合生成氯化铵，则证明所得晶体大部分是NH4Cl的操作和现象为取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口内壁又有较多的固体凝结。

(5)CO2在水中存在平衡：CO2+H2OH2CO3HCO+H+，有H2SO4存在时可以增大氢离子浓度，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体；(6)①由于Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀，因此无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3；②取样液与BaCl2溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生，白色沉淀是碳酸钡，气体是CO2，因此反应的离子方程式为2HCO3－+Ba2+ ＝BaCO3↓+ CO2↑+H2O。

（7）可以将过量的CO2通入NaOH溶液或Na2CO3中制备碳酸氢钠，反应的化学方程式为：NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。

点睛：本题考查了纯碱工业原理及其应用，明确制备流程及常见物质的性质为解答该题的关键，注意掌握侯氏制碱法的反应原理，特别是要明确为什么先通入氨气，后通入CO2。试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验设计与探究能力。