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，打開啟普發生器（裝置A）活塞，產生二氧化碳氣體，制備純堿．請回答以下有關問題：

（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，提高二氧化碳氣體的利用率，水浴加熱的優點是加熱均勻，溫度易于控制；依據圖表數據分析，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生成，反應的化學方程式為：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（以出現能數得清的連續氣泡為好）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； 水浴加熱的優點是：利于控制反應體系的溫度和使其受熱均勻；依據圖表數據分析，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； 該極區氫離子放電，產生出氫氧根離子；
點評：本題考查了實驗室利用工業制純堿的原理制備碳酸鈉的實驗設計和裝置分析，碳酸氫鈉的溶解度分析，實驗操作注意問題是解題的關鍵，題目難度中等．