Question

我國科學家侯德榜為我國純堿和氮肥工業(yè)技術的發(fā)展做出了杰出的貢獻．如圖是侯氏聯(lián)合制堿法的工藝流程．

已知 NH₄Cl 在常溫時的溶解度比 NaCl 大，而在低溫下比 NaCl 溶解度小，在 278K～283K時，向NH₄Cl溶液中加入食鹽細粉，可使 NH₄Cl 單獨結(jié)晶析出．回答下列問題：
（1）操作①用到的玻璃儀器為

 

，反應①的離子方程式為：

 

．
（2）分別將NH₃和CO₂通入飽和食鹽水中，正確的通入順序是

 

，理由是

 

．
（3）流程圖中可循環(huán)使用的物質(zhì)有

 

，
（4）寫出固體B的一種用途

 

．

Answer 1

考點：純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：侯氏聯(lián)合制堿法：二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，先通入NH₃使溶液呈堿性，在氨的飽和NaCl溶液中通入二氧化碳氣體，發(fā)生NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，操作①為過濾，得到的A為NaHCO₃微小晶體，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，氣體A為二氧化碳；
母液為NH₄Cl溶液，NH₄Cl 在低溫下比 NaCl 溶解度小，在 278K～283K時，向NH₄Cl溶液中加入食鹽細粉，可使 NH₄Cl 單獨結(jié)晶析出，固體B為NH₄Cl，濾液BNaCl溶液；
（1）依據(jù)分離固體與液體采用的實驗操作為過濾，根據(jù)過濾用到的玻璃儀器分析；碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，溶液中離子反應的本質(zhì)為二氧化碳和水結(jié)合生成碳酸，氨氣和水結(jié)合生成一水合氨，碳酸和一水合氨反應，鈉離子和碳酸氫根離子結(jié)合生成碳酸氫鈉沉淀；
（2）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度較小，先通氨氣有利于吸收二氧化碳，確保得到NaHCO₃沉淀；
（3）循環(huán)利用的物質(zhì)是既為反應原料，又可為產(chǎn)物為二氧化碳、氯化鈉溶液；
（4）副產(chǎn)品氯化銨是一種氮肥，可再利用；

解答： 解：侯氏聯(lián)合制堿法：二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，先通入NH₃使溶液呈堿性，在氨的飽和NaCl溶液中通入二氧化碳氣體，發(fā)生NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，操作①為過濾，得到的A為NaHCO₃微小晶體，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，氣體A為二氧化碳；
母液為NH₄Cl溶液，NH₄Cl 在低溫下比 NaCl 溶解度小，在 278K～283K時，向NH₄Cl溶液中加入食鹽細粉，可使 NH₄Cl 單獨結(jié)晶析出，固體B為NH₄Cl，濾液BNaCl溶液，
（1）反應①總反應為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl，操作①為過濾，得到的NaHCO₃微小晶體，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒，碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，所以反應①發(fā)生NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，本質(zhì)為Na⁺+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄⁺，
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；Na⁺+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄⁺；
（2）二氧化碳在水中的溶解度較小，氨氣極易溶于水，通入NH₃使溶液呈堿性，增大CO₂的溶解度，才能產(chǎn)生足夠多的HCO₃^-，以確保得到NaHCO₃沉淀，所以應該先通氨氣，
故答案為：先通入足量的NH₃，再通入足量的CO₂；因為通入NH₃使溶液呈堿性，增大CO₂的溶解度，才能產(chǎn)生足夠多的HCO₃^-，以確保得到NaHCO₃沉淀；
（3）①NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃ ②NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃+NH₄Cl ③2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，第③步生成的二氧化碳氣體A可作為第①步的生產(chǎn)原料，可循環(huán)利用；在 278K～283K時，向NH₄Cl溶液中加入食鹽細粉，可使 NH₄Cl 單獨結(jié)晶析出，可循環(huán)利用濾液BNaCl溶液，
故答案為：氣體A和濾液B，
（4）含有氮元素的肥料稱為氮肥；能為植物提供的營養(yǎng)元素，所以副產(chǎn)品氯化銨是一種氮肥，
故答案為：常用作氮肥；

點評：本題考查“侯氏制堿法”，理解其基本原理與流程、反應物、產(chǎn)物的性質(zhì)等是正確解答本題的關鍵，題目難度不大．