Question

(15分)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）        ；

②B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

（1）①A、C ②除去CO2中的HCl ; ③NH3 ；④防倒吸；

（2）①A ②过滤、洗涤、干燥 ； ③ ( 42n/25w )x100%或84(w-m)/31w。

【解析】

试题分析：（1）①制取CO2是用石灰石和盐酸在烧瓶中发生反应产生的，由于CO2在水中溶解度不大，所以导气管要伸入到液面一下，而制取氨气是将E．浓氨水滴入到盛有B．生石灰的烧瓶中反应制取的，氨气在水中非常容易溶解，所以导气管要在液面上，根据在C中导气管的长短可知：在A中制备CO2气体，所需药品是A、C; ②用盐酸制取CO2气体时，由于盐酸有挥发性，所以其中含有杂质HCl,在 B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，其作用就是除去CO2中的杂质HCl ; ③CO2在水中的溶解度小，产生的HCO3-的浓度也就小，不容易形成NaHCO3的饱和溶液，所以难形成沉淀，因此在实验过程中，向C中通入气体应先通入气体的化学式为NH3；④E装置向C中通气的导管不能插入液面下是为了防止倒吸现象的发生；（2）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，若不出现白色沉淀，就证明氯化钙溶液过量，否则若产生白色沉淀，就证明氯化钙溶液不足量。因此选项是A。②操作Ⅲ的方法为过滤、洗涤、干燥；③方法一、2NaHCO3 Na2CO3+H2O+ CO2↑，根据方程式可知2×84g =168gNaHCO3完全分解，会产生106g Na2CO3,固体质量会减轻2×84g－106g=62g；现在固体质量减轻(w-m)g，所以其中含有的NaHCO3的质量是[2×84(w－m)÷62] g=84/31(w-m)g.所以所得晶体中碳酸氢钠的纯度为[84(w-m)/31w]；方法二：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+ CO2↑，Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。根据方程式可得关系式：2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3；若含有168g NaHCO3，发生反应会产生CaCO3沉淀100g,现在产生沉淀ng，所以原固体中含有NaHCO3的质量是(168n÷100)g，所以NaHCO3的质量分数是[(168n÷100)g÷w g]×100%= ( 42n/25w )x100%。

考点：考查纯碱的制取过程、原理及物质纯度的计算的知识。