Question

15．碳酸氫鈉是一種重要的化工原料，在日常生活中也有廣泛的用途，侯德榜先生發(fā)明了連續(xù)生產(chǎn)純堿與氯化銨的聯(lián)合制堿工藝，成為近代化學(xué)工業(yè)的奠基人之一，該反應(yīng)原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）═NaHCO₃↓+NH₄Cl△H＜0．
現(xiàn)用如圖所示裝置和上述原理制取碳酸氫鈉晶體，圖中夾持裝置已略去．
可選用的藥品有：①石灰石②生石灰③6mol/L鹽酸④稀硫酸⑤濃氨水⑥飽和氯化鈉溶液⑦飽和碳酸氫鈉溶液

請回答下列問題
（1）儀器a的名稱是圓底燒瓶．
（2）B中應(yīng)選用的藥品是⑦（填序號）
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)先向C中通入的氣體的化學(xué)式是NH₃，其原因是CO₂在水中溶解度小，先通NH₃至飽和，有利于NaHCO₃析出．
（4）D中脫脂棉應(yīng)浸潤的試劑是b（填寫字母編號）
a．濃硫酸    b．稀硫酸  c．氫氧化鈉溶液  d．濃硝酸
（5）該小組同學(xué)為了測定C中所得晶體中碳酸氫鈉的純度（假設(shè)晶體中不含碳酸鹽雜質(zhì)），先將晶體充分干燥后，稱量質(zhì)量為wg，稱量質(zhì)量為wg，然后進(jìn)行如下圖所示實(shí)驗(yàn)：

①操作Ⅲ中的方法是過濾，洗滌，干燥
②所得晶體中碳酸氫鈉的純度是$\frac{168n}{197w}$×100%．（不必化簡）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常用的儀器名稱解答；
（2）B裝置的作用為除去二氧化碳中的氯化氫，二氧化碳在飽和碳酸氫鈉溶液中溶解度不大，氯化氫能夠與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳；
（3）根據(jù)二氧化碳和氨氣的溶解性判斷先通入的氣體，氨氣極易溶于水，易于二氧化碳的吸收，所以應(yīng)先通入氨氣；
（4）氨氣易揮發(fā)，氨氣為堿性氣體，與酸反應(yīng)、與堿不反應(yīng)，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，濃硝酸易揮發(fā)；
（5）測定C中所得晶體的碳酸氫鈉的純度（假設(shè)晶體中不含碳酸鹽雜質(zhì)），將晶體充分干燥后，稱量質(zhì)量為wg，此時為碳酸氫鈉粗品質(zhì)量，操作1將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時，所得粉末為碳酸鈉和雜質(zhì)，然后溶解，加入氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇跟碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇，將生成的碳酸鋇過濾、洗滌、干燥，稱量為n g，根據(jù)關(guān)系式2NaHCO₃--BaCO₃可求出純碳酸氫鈉的質(zhì)量．

解答 解：（1）A裝置為制取二氧化碳的裝置，儀器a為圓底燒瓶，故答案為：圓底燒瓶；
（2）B裝置的作用為除去二氧化碳中的氯化氫，二氧化碳在飽和碳酸氫鈉溶液中溶解度不大，氯化氫能夠與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，所以B中盛有試劑為飽和碳酸氫鈉溶液，
故答案為：⑦；
（3）CO₂在水中溶解度小，氨氣極易溶于水，則先通NH₃至飽和，然后通入二氧化碳?xì)怏w，有利于NaHCO₃析出，
故答案為：NH₃；CO₂在水中溶解度小，先通NH₃至飽和，有利于NaHCO₃析出；
（4）氨氣易揮發(fā)，D中脫脂棉應(yīng)浸潤的試劑吸收逸出的氨氣，濃硫酸能使棉花脫水、濃硝酸具有揮發(fā)性，氨氣為堿性氣體，與硫酸反應(yīng)，所以選擇稀硫酸，
故答案為：b；
（5）測定C中所得晶體的碳酸氫鈉的純度（假設(shè)晶體中不含碳酸鹽雜質(zhì)），將晶體充分干燥后，稱量質(zhì)量為wg，此時為碳酸氫鈉粗品質(zhì)量，操作1將晶體加熱到質(zhì)量不再變化時，所得粉末為碳酸鈉和雜質(zhì)，然后溶解，加入氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇跟碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇，將生成的碳酸鋇過濾、洗滌、干燥，稱量為n g，
反應(yīng)的化學(xué)方程式為①2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，②Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃ ↓+2NaOH，得到的碳酸鋇需要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后方可稱量．
設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，由上兩式可得關(guān)系式：
2NaHCO₃～BaCO₃
84×2    197
x         n   
$\frac{84×2}{x}$=$\frac{197}{n}$，x=$\frac{168n}{197}$，
所得晶體中碳酸氫鈉的純度$\frac{168n}{197w}$×100%，
故答案為：過濾；洗滌；干燥；$\frac{168n}{197w}$×100%．

點(diǎn)評 本題考查了工業(yè)制純堿的原理分析，生產(chǎn)過程中的物質(zhì)變化，混合物成分的分析判斷和計算應(yīng)用，注意實(shí)驗(yàn)過程分析，除雜操作，尾氣吸收是解答關(guān)鍵，題目難度中等．