Question

（14分）某化學小組模擬“侯氏制堿法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等為原料以及下圖所示裝
置制取NaHCO₃，反應的化學方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl = NaHCO₃↓+NH₄Cl。然后再將NaHCO₃制成
Na₂CO₃。

（1）裝置乙的作用是                                          。為防止污染空氣，尾氣中含有的          需要進行吸收處理。
（2）由裝置丙中產生的NaHCO₃制取Na₂CO₃時，需要進行的實驗操作有        、         、       。
NaHCO₃轉化為Na₂CO₃的化學方程式為                 。
（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁ min的NaHCO₃ 樣品的組成進行了以下探究。
取加熱了t₁ min的NaHCO₃樣品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中有關離子的物質的量的變化如右圖所示。
則曲線c對應的溶液中的離子是               
（填離子符號）；該樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比是           。
（4）若取21. 0 g NaHCO₃固體，加熱了t₂ min后，剩余固體的質量為l4.8 g。如果把此剩余固體全部加入到200 mL 2 mol·L^-1的鹽酸中則充分反應后溶液中H⁺ 的物質的量濃度為____________（設溶液體積變化忽略不計）。

Answer 1

（1）除去二氧化碳中的氯化氫氣體（2分）           氨氣 （1分）
（2）過濾、洗滌、灼燒 （各1分）       2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（2分） 
（3）HCO₃^－ （2分）      1:2 （2分）      （4） 0.75 mol/L（2分）

試題分析：（1）裝置甲是制備二氧化碳氣體的反應裝置，生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，對制備碳酸氫鈉有影響，裝置乙的作用是吸收氯化氫氣體；最后的尾氣中含有氨氣不能排放到空氣中，需要進行尾氣吸收；故答案為：吸收HCl；NH₃；（2）由裝置丙中產生的NaHCO₃發(fā)生的反應為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；制取Na₂CO₃時需要過濾得到晶體，洗滌后加熱灼燒得到碳酸鈉；故答案為：過濾、洗滌、灼燒；（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進行了研究．取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，發(fā)生反應 CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；  HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；溶液中有關離子的物質的量的變化為碳酸根離子減小，碳酸氫根離子濃度增大，當碳酸根離子全部轉化為碳酸氫根離子，再滴入鹽酸和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳，碳酸氫根離子減小，所以c曲線表示的是碳酸氫根離子濃度變化；碳酸根離子濃度0.2mol/L；碳酸氫根離子濃度為0.1mol/L；樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比是1：2；故答案為：HCO₃^-； 1：2；（4）若取21g NaHCO₃固體物質的量為0.25mol ，加熱了t₂min后，剩余固體的質量為14.8g．依據化學方程式存在的質量變化計算： 2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
2         1                 62
0.2mol    0.1mol           21g-14.8g
反應后NaHCO₃物質的量=0.25mol-0.2mol=0.05mol；NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；消耗氯化氫物質的量0.05mol； Na₂CO₃物質的量=0.1mol，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，消耗氯化氫物質的量0.2mol；剩余氯化氫物質的量=0.200L×2mol/L-0.05mol-0.2mol=0.15mol，剩余溶液中c（H⁺）=0.75mol/L