Question

侯德榜是我国著名科学家，1933年出版《纯碱制造》一书，创立了中国自己的制碱工艺。其纯碱制造原理如下图所示：

（1）由NaHCO₃制备纯碱的化学方程式是_________________。

（2）过程Ⅰ通入NH₃和CO₂的顺序是__________________。

（3）过程Ⅱ析出NH₄Cl(s)的原因是_____________。

（4）充分利用副产品NH₄Cl生产NH₃和HCl。直接加热分解NH₄Cl，NH₃和HCl的产率往往很低，原因是________________。

（5）采用MgO循环分解NH₄Cl。加热，在300℃以下获得NH₃；继续加热至350℃～600℃获得HCl气体。利用下列装置(加热及加持装置略)可测量NH₃和HCl的产率。

① 低于300℃时，干燥管盛装的干燥剂是_________。NH₃吸收完全后，更换干燥剂和吸收装置中的吸收液。

② 产生NH₃的化学反应方程式是_________________。

③ 在350℃～600℃，上图虚线框内应选择的安全瓶是________。

④ MgO可以循环分解NH₄Cl制得NH₃和HCl的原因是____________(结合化学方程式解释)。

Answer

2NaHCO3Na2CO3+H2O + CO2↑ 先通NH3，后通CO2 NH4Cl(s)NH4+(aq) + Cl-(aq)，增大c(Cl-)，平衡左移，促进氯化铵析出 NH3+ HCl = NH4Cl 碱石灰 MgO + 2NH4Cl2NH3↑+ MgCl2+ H2O↑ c 因为MgO+2NH4Cl2NH3↑+MgCl2+ H2O↑， 而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl↑；Mg(OH)2受热生成MgO，Mg(OH)2MgO+H2O，所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl

【解析】

（1）NaHCO3受热分解生成碳酸钠，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O + CO2↑，故答案为2NaHCO3Na2CO3+H2O + CO2↑；

（2）氨气易溶于水，二氧化碳在水中溶解度较小，因此过程Ⅰ应该先通入NH3后通入CO2，故答案为先通NH3，后通CO2；

（3）NH4Cl溶液中存在NH4Cl(s)NH4+(aq) + Cl-(aq)，加入氯化钠固体，c(Cl-)增大，平衡左移，促进氯化铵析出，故答案为NH4Cl(s)NH4+(aq) + Cl-(aq)，增大c(Cl-)，平衡左移，促进氯化铵析出；

（4）直接加热NH4Cl生产NH3和HCl，温度降低后NH3和HCl又化合生成氯化铵，导致产率往往很低，故答案为NH3+ HCl = NH4Cl；

（5）① 低于300℃时获得NH3，干燥管应该盛装碱石灰，故答案为碱石灰；

② 根据题意，氧化镁和氯化铵加热时生成了氨气，同时生成氯化镁和水，反应的化学反应方程式为MgO + 2NH4Cl2NH3↑+ MgCl2+ H2O↑，故答案为MgO + 2NH4Cl2NH3↑+ MgCl2+ H2O↑；

③ 氯化氢极易溶于水，安全瓶可以选择c装置，防止倒吸，影响实验，故答案为c；

④ 因为MgO+2NH4Cl2NH3↑+MgCl2+ H2O↑，而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，MgCl2 + 2H2OMg(OH)2 + 2HCl↑；Mg(OH)2受热生成MgO，Mg(OH)2MgO+H2O，所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl，故答案为因为MgO+2NH4Cl2NH3↑+MgCl2+ H2O↑，而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl↑；Mg(OH)2受热生成MgO，Mg(OH)2MgO+H2O，所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl。