Question

13．我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)．他以NaCl、NH₃、CO₂等為原料先制得NaHCO₃，進(jìn)而生產(chǎn)出純堿．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列問(wèn)題：
（1）氨氣、二氧化碳與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c（填字母標(biāo)號(hào)）．
a．碳酸氫鈉難溶于水             b．碳酸氫鈉受熱易分解
c．碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小，所以在溶液中首先結(jié)晶析出
（2）某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理，進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案實(shí)驗(yàn)．
①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫(huà)出）．

試回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（Ⅰ）乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的NH₃；
（Ⅲ）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分離出NaHCO₃ 晶體的操作是過(guò)濾（填分離操作的名稱(chēng)）．
②另一位同學(xué)用圖中戊裝置（其它裝置未畫(huà)出）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)時(shí)，須先從a管通入NH₃ 氣體，再?gòu)腷管中通入CO₂氣體；
（Ⅱ）有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是增大氣體與溶液接觸面積，提高CO₂吸收率．

Answer 1

分析 工業(yè)上侯氏制堿法是在飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳，由于氨氣在水中的溶解度大，所以先通入氨氣，通入足量的氨氣后再通入二氧化碳，生成了碳酸氫鈉，由于碳酸氫鈉的溶解度較小，所以溶液中有碳酸氫鈉晶體析出，將碳酸氫鈉晶體加熱后得純堿碳酸鈉，
（1）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對(duì)較小分析，所以在飽和食鹽不通入氨氣和二氧化碳后，碳酸氫鈉晶體會(huì)析出；
（2）①（I）鹽酸是易揮發(fā)性酸，在制取二氧化碳時(shí)常會(huì)含有氯化氫氣體，要除去氯化氫可以用飽和碳酸氫鈉溶液，鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，且二氧化碳在碳酸氫鈉溶液中溶解度很小，據(jù)此答題；
（II）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氨氣可能有剩余，稀硫酸能吸收氨氣；
（III）分離固體與液體采用過(guò)濾的方法；
②（I）根據(jù)氨氣易溶于水，從制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水分析解答；
（II）根據(jù)圖可知，裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率．

解答 解：工業(yè)上侯氏制堿法是在飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳，由于氨氣在水中的溶解度大，所以先通入氨氣，通入足量的氨氣后再通入二氧化碳，生成了碳酸氫鈉，由于碳酸氫鈉的溶解度較小，所以溶液中有碳酸氫鈉晶體析出，將碳酸氫鈉晶體加熱后得純堿碳酸鈉，
（1）a．碳酸氫鈉易溶于水，故錯(cuò)誤；
b．碳酸氫鈉受熱易分解，與其在溶液中首先結(jié)晶析出無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤；
c．碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)于氯化銨來(lái)說(shuō)碳酸氫鈉的溶解度更小一些，所以在溶液中首先結(jié)晶析出，故正確；
故選c；
（2）①（I）利用鹽酸制取二氧化碳時(shí)，因鹽酸易揮發(fā)，所以，二氧化碳中常會(huì)含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)不與二氧化碳反應(yīng)，所以通過(guò)碳酸氫鈉的溶液是可以除掉二氧化碳?xì)怏w中的氯化氫氣體，
故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
（II）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氨氣可能有剩余，而稀硫酸能與氨氣反應(yīng)，所以稀硫酸的作用是吸收末反應(yīng)的NH₃，
故答案為：吸收未反應(yīng)的NH₃；
（III）分離出NaHCO₃晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾操作，
故答案為：過(guò)濾；
②（I）制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水，氨氣極易溶于水，二氧化碳能溶于水，所以應(yīng)先通入氨氣，所以a端通入，從而保證了從b通入二氧化碳時(shí)，二氧化碳被充分反應(yīng)，
故答案為：a；NH₃；b；CO₂；
（II）裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的二氧化碳與溶液的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案為：增大氣體與溶液接觸面積，提高CO₂吸收率．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查“侯氏制堿法”的反應(yīng)原理、設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，注意把握實(shí)驗(yàn)原理以及物質(zhì)的性質(zhì)，難度中等題．