Question

碳酸鈉俗稱純堿、蘇打，是一種常用的日用化學品．在實驗室里，可用如圖所示裝置，以氯化鈉、二氧化碳、氨等為原料制備純堿．實驗時，先檢驗裝置的氣密性，再向各儀器中加入試劑，打開啟普發(fā)生器（裝置A）活塞，產(chǎn)生二氧化碳氣體，制備純堿．請回答以下有關(guān)問題：

（1）碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為______  Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳；依據(jù)裝置圖分析可知A裝置是制取二氧化碳氣體的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成，避免二氧化碳氣體中的氯化氫進入C影響晶體析出，先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應(yīng)過程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進行尾氣吸收；
（2）實驗中不能過快的通入二氧化碳，保證二氧化碳充分吸收反應(yīng)，提高二氧化碳氣體的利用率，水浴加熱的優(yōu)點是加熱均勻，溫度易于控制；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過40°C，因為溫度再高碳酸氫銨分解，碳酸氫鈉不利于析出；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大；
解答：解：（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為：2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； A裝置是制取二氧化碳氣體的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；為避免二氧化碳中的氯化氫進入C影響晶體析出，先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫；反應(yīng)過程中氨氣是污染氣體，不能排放到大氣中，需要進行尾氣吸收；
故答案為：2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 飽和碳酸氫鈉溶液；稀硫酸；
（2）實驗中，要注意控制二氧化碳的通入速度（以出現(xiàn)能數(shù)得清的連續(xù)氣泡為好）和水浴的溫度．實驗中不能過快的通入二氧化碳的目的是：增大二氧化碳的吸收率； 水浴加熱的優(yōu)點是：利于控制反應(yīng)體系的溫度和使其受熱均勻；依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，水浴溫度不能超過40°C，因為溫度再高碳酸氫銨分解，碳酸氫鈉晶體不利于析出；將反應(yīng)混合液冷卻到15℃左右，碳酸氫鈉的溶解度最小，析出的固體應(yīng)主要含有NaHCO₃；
故答案為：增大二氧化碳的吸收率；利于控制反應(yīng)體系的溫度和使其受熱均勻；40；   NaHCO₃；
（3）電解飽和食鹽水，陰極氫離子得到電子生成氫氣，電極附近氫氧根離子濃度增大，氫原子氫氧化鈉在陰極附近生成；
故答案為：陰； 該極區(qū)氫離子放電，產(chǎn)生出氫氧根離子；
點評：本題考查了實驗室利用工業(yè)制純堿的原理制備碳酸鈉的實驗設(shè)計和裝置分析，碳酸氫鈉的溶解度分析，實驗操作注意問題是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．