Question

工業(yè)以NaCl、NH₃、CO₂等為原料先制得NaHCO₃，進而生產(chǎn)出純堿．
（1）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是

 

（填字母標號）．
A．碳酸氫鈉難溶于水
B．碳酸氫鈉受熱易分解
C．碳酸氫鈉的溶解度相對較小，所以在溶液中首先結(jié)晶析出
D．碳酸氫鈉的穩(wěn)定性大于碳酸鈉
（2）某活動小組根據(jù)上述制堿原理，進行碳酸氫鈉的制備實驗．
①一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如圖（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．
試回答下列有關問題：
（Ⅰ）乙裝置中試劑的作用是

 

；
（Ⅱ）丁裝置中稀硫酸的作用是

 

；

（Ⅲ）實驗結(jié)束后，分分離出NaHCO₃ 晶體的操作是

 

（填分離操作的名稱）．
②另一位同學用圖中戊裝置（其它裝置未畫出）進行實驗．
（Ⅰ）實驗時，須先從a管通入

 

氣體．
（Ⅱ）有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置，理由是

 

（3）碳酸氫鈉受熱所得固體12.28g與足量的石灰水充分反應，所得沉淀經(jīng)洗滌、干燥質(zhì)量為12.00g，則所得固體中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實驗設計題

分析：（1）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對較小分析判斷；
（2）①（Ⅰ）依據(jù)用鹽酸制取二氧化碳時常會含有氯化氫氣體分析即可解答；
（Ⅱ）依據(jù)稀硫酸能與氨氣反應，氨氣有毒易造成污染分析解答；
（Ⅲ）依據(jù)分離固體與液體采用的實驗操作是過濾，結(jié)合過濾實驗用到的儀器分析解答；
②（Ⅰ）從制取碳酸氫鈉時先要得到含氨的飽和食鹽水，以及氨氣易溶于水分析判斷；
（Ⅱ）從裝置改動后反應物的接觸面積變大分析判斷；
（3）依據(jù)化學方程式結(jié)合反應過程分析判斷，依據(jù)生成沉淀為碳酸鈣，加熱碳酸氫鈉分解后的混合物質(zhì)量列方程計算．

解答： 解：（1）A．碳酸氫鈉易溶于水，故A錯誤；
B．碳酸氫鈉受熱易分解，與其在溶液中首先結(jié)晶析出無關，故B錯誤；
C．碳酸氫鈉的溶解度相對于氯化銨來說碳酸氫鈉的溶解度更小一些，所以在溶液中首先結(jié)晶析出，故C正確；
D．碳酸氫鈉的穩(wěn)定性小于碳酸鈉，故D錯誤；
故選C；
（2）①（Ⅰ）利用鹽酸制取二氧化碳時二氧化碳中常會含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應，所以通過飽和碳酸氫鈉的溶液是為了除掉氣體中的氯化氫氣體，
故答案為：除去CO₂中的HCl氣體；
（Ⅱ）實驗過程中氨氣可能有剩余，而稀硫酸能與氨氣反應，所以稀硫酸的作用是吸收末反應的NH₃，防止造成污染，故答案為：吸收未反應完的NH₃；
（Ⅲ）分離出NaHCO₃晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實驗操作是過濾操作，故答案為：過濾；
②（Ⅰ）制取碳酸氫鈉時先要得到含氨的飽和食鹽水，所以應先通入氨氣，而氨氣極易溶于水，所以a端通入，從而保證了從b通入二氧化碳時保證了二氧化碳的充分反應，
故答案為：氨氣；
（Ⅱ）裝置改動后反應物的二氧化碳與溶液的接觸面積變大，提高了二氧化碳的吸收率，
故答案為：增大氣體與溶液接觸面積，提高CO₂的吸收率；
（3）碳酸氫鈉受熱發(fā)生的反應為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，與足量的石灰水充分反應，
NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O+NaOH；Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
反應生成的碳酸鈣物質(zhì)的量為：

12g

100g/mol

=0.12mol；
設加熱后的固體12.28g中含碳酸鈉物質(zhì)的量x、碳酸氫鈉物質(zhì)的量為y，依據(jù)題意得到：
①x+y=0.12、②106x+84y=12.28，
根據(jù)①②解得：x=0.1mol、y=0.02mol，
則所得固體中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

0.1mol×106g/mol

12.28

×100%=86.3%，
故答案為：86.3%．

點評：本題考查性質(zhì)實驗方案的設計，題目難度中等，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，掌握制堿原理是解題的關鍵．