Question

碳酸氫銨是一種重要的銨鹽．實(shí)驗(yàn)室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿．
完成下列填空：
（1）二氧化碳通入氨水的過(guò)程中，先有

 

晶體（填寫(xiě)化學(xué)式）析出，然后晶體溶解，最后析出NH₄HCO₃晶體．
（2）含0.800mol NH₃的水溶液質(zhì)量為54.0g，向該溶液通入二氧化碳至反應(yīng)完全，過(guò)濾，得到濾液31.2g，則NH₄HCO₃的產(chǎn)率為

 

%．
（3）粗鹽（含Ca²⁺、Mg²⁺）經(jīng)提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉．實(shí)驗(yàn)步驟依次為：
①粗鹽溶解；
②加入試劑至沉淀完全，煮沸；
③

 

；
④加入鹽酸調(diào)pH；
⑤加入

 

；
⑥過(guò)濾；
⑦灼燒，冷卻，稱重．
（4）上述步驟②中所加入的試劑為

 

、

 

．
（5）上述步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是

 

．
（6）為探究NH₄HCO₃和NaOH的反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：
含0.1mol NH₄HCO₃的溶液中加入0.1mol NaOH，反應(yīng)完全后，滴加氯化鈣稀溶液．
若有沉淀，則NH₄HCO₃與NaOH的反應(yīng)可能為

 

（寫(xiě)離子方程式）；
若無(wú)沉淀，則NH₄HCO₃與NaOH的反應(yīng)可能為

 

（寫(xiě)離子方程式）．
該實(shí)驗(yàn)方案有無(wú)不妥之處？若有，提出修正意見(jiàn)

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）二氧化碳和一水合氨發(fā)生的反應(yīng)為CO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂CO₃+CO₂+H₂O=2NH₄HCO₃；
（2）根據(jù)碳原子守恒計(jì)算理論上m（NH₄HCO₃），根據(jù)題意計(jì)算實(shí)際m（NH₄HCO₃），從而計(jì)算其產(chǎn)率；
（3）粗鹽提純操作步驟為：溶解、加入沉淀劑、過(guò)濾，然后向?yàn)V液中加入稀鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，再向溶液中加入碳酸氫銨，即可得到溶解度較小的NaHCO₃，再過(guò)濾、洗滌得到較純凈的NaHCO₃，最后加熱NaHCO₃得到Na₂CO₃；
（4）用NaOH除去OH^-，用Na₂CO₃除去Ca ²⁺；
（5）除去過(guò)量的NaOH、Na₂CO₃；
（6）若有沉淀，說(shuō)明溶液中含有CO₃^2-，則HCO₃^-和 OH^-反應(yīng)生成CO₃^2-，如果沒(méi)有沉淀，說(shuō)明溶液中不存在CO₃^2-，則NH₄⁺和OH^-發(fā)生反應(yīng)．

解答： 解：（1）將CO₂通入氨水中首先生成（NH₄）₂CO₃晶體析出，隨CO₂不斷通入，（NH₄）₂CO₃和CO₂作用轉(zhuǎn)化為NH₄HCO₃晶體，最終析出NH₄HCO₃晶體，發(fā)生的反應(yīng)為CO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂CO₃+H₂O、（NH₄）₂CO₃+CO₂+H₂O=2NH₄HCO₃，總反應(yīng)式為CO₂+NH₃?H₂O=NH₄HCO₃，
故答案為：（NH₄）₂CO₃；
（2）該氨水完全反應(yīng)需通入0.8molCO₂，過(guò)濾得到m（NH₄HCO₃）=54.0g+0.8mol×44g?mol^-1-31.2g=58g，根據(jù)碳原子守恒，理論上應(yīng)得到m（NH₄HCO₃）=0.8mol×79g?mol^-1=63.2g，則NH₄HCO₃的產(chǎn)率為

58g

63.2g

×100%=92%，故答案為：92%；
（3）粗鹽提純步驟應(yīng)是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過(guò)濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調(diào)pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH^-與CO₃^2-），此時(shí)溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入NH₄HCO₃，即可析出溶解度較小的NaHCO₃，然后過(guò)濾、洗滌得到純凈NaHCO₃，將NaHCO₃加熱得到Na₂CO₃，
故答案為：過(guò)濾；NH₄HCO₃；
（4）步驟2中加入沉淀劑為NaOH（用來(lái)除去Mg²⁺）、碳酸鈉（用來(lái)除去Ca²⁺），發(fā)生的反應(yīng)分別為 2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、CO₃^2-+Ca²⁺=CaCO₃↓，
故答案為：NaOH；Na₂CO₃；
（5）步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是除去過(guò)量的NaOH、Na₂CO₃，故答案為：除去過(guò)量的NaOH、Na₂CO₃；
（6）因向NH₄HCO₃溶液中加入NaOH時(shí)，發(fā)生的離子反應(yīng)有：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O與NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，若NaOH量不足，則兩反應(yīng)存在先后次序問(wèn)題，故實(shí)驗(yàn)中若產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明反應(yīng)后溶液中含有CO₃^2-，證明先發(fā)生HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，否則先發(fā)生NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，如果不煮沸，產(chǎn)生的NH₃．H₂O不會(huì)分解而逸出氨氣，在Ca ²⁺存在的條件下，溶液中NH₃．H₂O能夠?qū)�HCO₃^-變成CO₃^2-，所以也會(huì)有CaCO₃沉淀生成，最終與前一種現(xiàn)象相同，先煮沸，就是為了驅(qū)除溶液中的NH₃，如果NH₃不存在，則HCO₃^-不能與Ca ²⁺反應(yīng)，進(jìn)而將兩種現(xiàn)象區(qū)分開(kāi)，
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O；需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離和檢驗(yàn)，明確物質(zhì)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)基本操作是解本題關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，明確反應(yīng)原理，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，題目難度中等．