Question

著名的“侯氏制堿法”第一步反應(yīng)是向飽和氨化鹽水中通入二氧化碳，該反應(yīng)可表示為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl有關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)如下（g/100g水）：
      NaCl      NaHCO₃    NH₄Cl
10℃35.8      8.15       33.0
45℃37.0      14.0       50.0
現(xiàn)在45℃時，向434g飽和食鹽水中通入適量氨氣，再向其中通入二氧化碳后，按上述反應(yīng)進行完全．試計算并回答下列問題（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（1）反應(yīng)完全后45℃時析出的晶體的化學(xué)式是

NaHCO₃

，并計算析出晶體的質(zhì)量．
（2）過濾除去晶體后再降溫至10℃，此時析出的晶體是（填化學(xué)式）

NH₄Cl和NaHCO₃

，計算所析出晶體的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）45℃時，434g飽和食鹽水中，NaCl的質(zhì)量為434g×

37

137

=117g，n（NaCl）=

117g

58.5g/mol

=2mol，根據(jù)反應(yīng)的方程式計算生成NaHCO₃的質(zhì)量，結(jié)合溶解度計算析出晶體的質(zhì)量；
（2）計算出水的質(zhì)量，結(jié)合各物質(zhì)的溶解度判斷析出晶體并計算質(zhì)量．

解答：解：（1）45℃時，434g飽和食鹽水中，NaCl的質(zhì)量為434g×

37

137

=117g，n（NaCl）=

117g

58.5g/mol

=2mol，
則NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl
  1                1
  2mol             2mol
n（NaHCO₃）=2mol，
m（NaHCO₃）=2mol×84g/mol=168g，
此時，溶液中水的質(zhì)量為434g×

100

137

-2×18g=280g，
溶解NaHCO₃的質(zhì)量為

280

100

×14≈39.0g，
所以析出的質(zhì)量為168g-39g=129g，
答：析出NaHCO₃晶體的質(zhì)量為129g；
（2）由（1）可知水的質(zhì)量為280g，則過濾除去晶體后再降溫至10℃，
溶解NaHCO₃的質(zhì)量為8.15g×

280

100

=22.8g，
析出NaHCO₃的質(zhì)量為39.0-22.8=16.2g，
生成的NH₄Cl質(zhì)量為2mol×53.5g/mol=107g，
溶液溶解的NH₄Cl質(zhì)量為33.0g×

280

100

=92.4g，
則析出的NH₄Cl質(zhì)量為107g-92.4g=14.6g，
所以析出的物質(zhì)的為NH₄Cl和NaHCO₃，總質(zhì)量為16.2g+14.6g=30.8g，
答：析出的物質(zhì)的為NH₄Cl和NaHCO₃，總質(zhì)量為30.8g．

點評：本題考查純堿的制備和計算，題目難度較大，注意有關(guān)溶解度計算的方法．