Question

（2009?清遠模擬）某校學生在實驗室中設計了如下裝置，模擬侯德榜制堿法，獲得碳酸氫鈉晶體，反應原理可用如下化學方程式表示：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O═NH₄Cl+NaHCO₃↓，依據此原理，再將碳酸氫鈉晶體加熱分解而制得碳酸鈉晶體，其中B裝置中的試管內是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和：
（1）A裝置的名稱是：

啟普發生器

．C裝置中稀硫酸的作用為：

吸收從B裝置中的試管內逸出的氨氣減少污染

，使用球形干燥管的目的是：

防止倒吸

．
（2）下表中所列出的是相關物質在不同溫度下的溶解度數據（g/100g水）

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

參照表中數據，請分析B裝置中使用冰水是因為

溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出

．
（3）該校學生在檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結果沒有得到碳酸氫鈉晶體，指導教師指出應在

A與B

裝置之間（填寫字母）連接一個盛有

飽和NaHCO₃溶液

的洗氣裝置，其作用是

除去CO₂中混合的HCl氣體

．
（4）若該校學生進行實驗時，所用飽和食鹽水中含NaCl的質量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質量為5.04g，則NaHCO₃的產率為

60%

．

Answer 1

分析：（1）依據裝置圖分析，A為啟普發生器，用來制取固體和液體不需要加熱，生成的氣體難溶于水的氣體制備反應，依據侯德榜制堿法，可知生成二氧化碳；其中B裝置中的試管內是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和；C裝置中的稀硫酸時吸收揮發出的氨氣，避免污染空氣；因為氨氣極易溶于水，球形干燥管的組裝是為了防止倒吸；
（2）依據圖表中各溫度下的物質溶解度分析，碳酸氫鈉溶解度隨溫度降低會減小析出；
（3）檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結果沒有得到碳酸氫鈉晶體，說明生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，和氨氣反應后，溶液中不易生成碳酸氫鈉；需要除去氯化氫后通入氨化的飽和食鹽水中，反應析出碳酸氫鈉晶體；除去二氧化碳氣體中的氯化氫最好用飽和碳酸氫鈉溶液；
（4）依據化學方程式計算理論上得到碳酸氫鈉的質量，結合產率等于實際量除以理論量．

解答：解：（1）依據裝置圖分析，A為啟普發生器，用來制取固體和液體不需要加熱，生成的氣體難溶于水的氣體制備反應，依據侯德榜制堿法，可知生成二氧化碳；其中B裝置中的試管內是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達到飽和；C裝置中的稀硫酸時吸收揮發出的氨氣，避免污染空氣；因為氨氣極易溶于水，球形干燥管的組裝是為了防止倒吸，
故答案為：啟普發生器；吸收從B裝置中的試管內逸出的氨氣，減少污染；防止倒吸；
（2）圖表中物質溶解度比較可知，溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出，符合制備要求，故答案為：溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出；
（3）檢查完此套裝置氣密性后進行實驗，結果沒有得到碳酸氫鈉晶體，說明生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，和氨氣反應后，溶液中不易生成碳酸氫鈉；需要在A和B之間利用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，然后通入氨化的飽和食鹽水中，反應析出碳酸氫鈉晶體，故答案為：A與B；飽和NaHCO₃溶液；除去CO₂中混合的HCl氣體；
（4）所用飽和食鹽水中含NaCl的質量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質量為5.04g，依據化學反應：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂=NaHCO₃↓+NH₄Cl；5.85gNaCl全部反應生成NaHCO₃質量為8.4g，實際生成5.04g，所以NaHCO₃的產率=

實際量

理論量

×100%=

5.04g

8.4g

×100%=60%，
故答案為：60%．

點評：本題考查了實驗裝置和反應過程的分析判斷，實驗裝置中的注意問題和反應原理，除雜裝置的選擇原則，數據的分析應用是解題關鍵，題目難度中等．