Question

【題目】我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業做出了突出貢獻。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物質溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進而生產出純堿。下面是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實驗步驟：

第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內裝入藥品。

第二步：先讓一裝置發生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產生的氣體，片刻后，C中出現固體。繼續向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產生。

第三步：過濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。

第四步：向濾液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出。……

請回答下列問題(提示B分液漏斗中為濃氨水，滴入燒瓶可產生氨氣)：

(1)裝置的連接順序是：(a)接________，________接________；(b)接________

(2)A中常選用的固體反應物為______________；D中應選用的液體為________________(填化學式)。

(3)第二步驟中必須先讓__________裝置先發生反應。

(4)C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是______________________________，C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為______________________ 。

(5)在第四步中分離NH4Cl晶體的操作是____________________(填操作名稱)；其所得的NH4Cl晶體中常含有少量的NaCl和NaHCO3(約占5%~8%)，請設計一個簡單的實驗證明所得固體的成分中含有Na＋，簡要寫出操作和現象____________________________________。

Answer 1

【答案】f e d c CaCO3 NaHCO3 B 防倒吸 H2O＋CO2＋NH3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 過濾 用一根潔凈的鉑金絲蘸取少量固體進行焰色反應，若火焰呈黃色，則含有Na＋

【解析】

（1）根據裝置A制取CO2，裝置B制取NH3，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應防止倒吸，據此分析連接儀器裝置；

（2）根據A裝置是制備二氧化碳氣體，二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體分析解答；

（3）氨氣易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小，據此判斷；

（4）根據氨氣極易溶于水判斷C中用球形干燥管的原因；C中廣口瓶內產生固體NaHCO3，依據侯氏制堿法原理書寫方程式；

（5）分離氯化銨沉淀通常用過濾操作，檢驗鈉離子一般用焰色反應分析解答。

（1）根據題干信息可知裝置A產生CO2，裝置B產生NH3，由于生成的二氧化碳中含有氯化氫會干擾實驗，所以裝置D除去二氧化碳中的HCl，氨氣極易溶于水，氨氣通入C中應防止倒吸，則b接c，a接f、e接d；

（2）A裝置是制備二氧化碳氣體的反應，所以固體為CaCO3，生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫，若不除去碳酸氫鈉難以形成，所以應該用飽和碳酸氫鈉溶液除去；

（3）候氏制堿方法是利用氨氣溶解性大極易溶解于水，二氧化碳氣體水中溶解性較小，實驗時飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳氣體，因此實驗操作過程中，應讓B裝置先發生反應；

（4）氨氣極易溶于水，用直導管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發生倒吸，C中用球形干燥管球形部分液面上升慢起緩沖作用，可以防止倒吸；侯氏制堿法，也稱為聯合制堿法，化學反應原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，所以C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為H2O＋CO2＋NH3＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl；

（5）第四步：向濾液中加入適量的NaCl粉末，有NH4Cl晶體析出，分離固體和液體用過濾的方法。證明所得固體的成分中含有Na＋的實驗操作和現象為：用一根潔凈的鉑金絲蘸取少量固體進行焰色反應，若火焰呈黃色，則含有Na＋。