Question

工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应，制取碳酸氢钠晶体。该反应原理可以用以下化学方程式表示，已知此反应是放热反应。

    NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）＝　NaHCO₃（晶体）↓+NH₄Cl

（1）利用上述反应原理，设计如下图所示装置，制取碳酸氢钠晶体．B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，C烧杯中盛有冰水，D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去．制取碳酸氢钠晶体可供选用的药品有：a．石灰石    b．生石灰    c．6mol/L盐酸     d．稀硫酸  

e．浓氨水    f．饱和氯化钠溶液。

①A中制备气体时，所需药品是（选填字母代   号）                ；

①B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是                             ；

③在实验过程中，向C中通入气体是有先后顺序的，应先通入气体的化学式为            ；

④E装置向C中通气的导管不能插入液面下的原因是                                 。

（2）该小组同学为了测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度（假设晶体中不含碳酸盐杂质），将晶体充分干燥后，称量质量为w g。再将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末质量为m g。然后进行如图所示实验：

①在操作Ⅱ中，为了判断加入氯化钙溶液是否过量，其中正确的是（选填字母序号）      ；

A．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中继续加入少量氯化钙溶液

B．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中再加入少量碳酸钠溶液

C．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，取上层清液再加入少量碳酸钠溶液

②操作Ⅲ的方法为             、             、             ；

③所得晶体中碳酸氢钠的纯度为                                  。

Answer

（12分）

（1）ac（少写得一分，错写都不得分）（2分） 除二氧化碳中的氯化氢（1分）

NH3（1分） 防止倒吸（1分）

（2）A（2分） 过滤，洗涤，干燥（3分） 168n/(100w)(答案合理都给分)（2分）

【解析】

试题分析：（1）因为B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，所以B装置的作用应是除去二氧化碳中的氯化氢气体，所以A装置是制取二氧化碳的装置，应选择石灰石与稀盐酸，答案选ac；B的作用就是除去二氧化碳中的氯化氢气体；E装置是产生氨气的装置，在该实验中未增大二氧化碳的吸收量，应先通入氨气，使溶液呈碱性再通入二氧化碳气体；E装置向C中通气的导管不能插入液面以下是因为生石灰溶于水放热，氨气极易溶于水，若插入液面以下会发生倒吸，使烧瓶炸裂；

（2）①A、在操作Ⅱ中，为了判断加入氯化钙溶液是否过量，应向溶液中再加入氯化钙溶液，若仍有沉淀生成，说明氯化钙不足，若无沉淀生成说明氯化钙已过量，正确；B、若滴加碳酸钠溶液，虽然能够判断氯化钙是否过量，但是给实验带来干扰，n值增大，错误；C、在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，取上层清液再加入少量碳酸钠溶液，可以判断氯化钙是否过量，但相比较A而言，步骤繁琐，所以最佳答案选A；

②操作II中得到碳酸钙沉淀，到称量碳酸钙固体，需要先将碳酸钙过滤，然后洗涤、干燥后再称量；

③碳酸钙的质量是ng，物质的量是n/100mol,则碳酸钠的物质的量也是n/100mol，则样品中碳酸氢钠的物质的量是2n/100mol，则wg样品中碳酸氢钠的质量分数是2n/100mol×84g/mol/wg×100%= 168n/(100w),或者是168n/w%。

考点：考查化学工艺流程的分析及基本实验操作的应用，质量分数的计算