Question

我國化工專家侯德榜，勇于創(chuàng)新，改進氨堿法設計了“聯(lián)合制堿法”，曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻．氨堿法和“聯(lián)合制堿法”是兩大重要的工業(yè)制減法，共同點均以食鹽（氯化鈉）、二氧化碳、氨氣為原料制備，生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液，請回答下列問題：
（1）“聯(lián)合制堿法”制得的“堿”是

 

（填化學式）．
某實驗小組，利用下列裝置模擬“聯(lián)合制堿法”．
（2）取上述儀器連接裝置，順序為：（a）接

 

，

 

接

 

；（b）接

 

．
檢驗裝置氣密性后裝入藥品，先讓

 

裝置（填上述字母）先發(fā)生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產生的氣體．
（3）C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是

 

，D中應選用的液體為

 

（4）C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為

 

（5）產品純堿中含有碳酸氫鈉．如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數，純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為：

 

（注明你的表達式中所用的有關符號的含義）

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗題

分析：（1）聯(lián)堿法是以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣）為原料來制取純堿；
（2）根據裝置A制取CO₂，裝置B制取NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應防止倒吸，據此分析連接儀器裝置，CO₂在水中的溶解度較小，吸收率低；后通入CO₂保證全部生成NaHCO₃；
（3）C中用球形干燥管球形部分空間大，液面上升能起緩沖作用；
（4）根據候氏制堿法是以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣）為原料來制取純堿結合裝置圖分析解答；
（5）根據碳酸氫鈉受熱易分解和碳酸鈉受熱穩(wěn)定的性質來回答；

解答： 解：（1）我國制堿工業(yè)的先驅---侯德榜發(fā)明的聯(lián)合制堿法中的“堿”是純堿，是碳酸鈉的俗稱，其化學式為：Na₂CO₃，
故答案為：Na₂CO₃；
（2）足量的CO₂與NaOH反應生成NaHCO₃，裝置A產生CO₂，裝置B產生NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應防止倒吸，則b接c，故a接f、e接d，
先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應，更有利于二氧化碳氣體的吸收，故應先發(fā)生氨氣的制備反應，
故答案為：f、e、d、c；B；
（3）氨氣極易溶于水，用直導管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發(fā)生倒吸，C中用球形干燥管可以防止倒吸，
故答案為：防倒吸；飽和NaHCO₃溶液；
（4）侯氏制堿法，也稱為聯(lián)合制堿法，化學反應原理是用氨氣和二氧化碳與氯化鈉飽和溶液反應生成碳酸氫鈉，然后加熱碳酸氫鈉制取碳酸鈉，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）設m₁表示加熱前純堿樣品的質量，m₂表示加熱后固體的質量，則加熱損失的質量為：m₁-m₂，故純堿中含有的碳酸氫鈉的質量分數為W（NaHCO3）=

84(m1-m2)

31m1

，
故答案為：W（NaHCO3）=

84(m1-m2)

31m1

，（ m₁為樣品質量，m₂為加熱后產品的質量）；

點評：本題是一道有關工業(yè)制純堿知識的一道綜合實驗題目，考查學生分析和解決問題的能力，掌握“聯(lián)合制堿法”的原理是解題的關鍵，題目難度中等．