Question

[化學(xué)一選修化學(xué)與技術(shù)]
純堿（Na₂CO₃）在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要應(yīng)用，其實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法如下：
【實(shí)驗(yàn)室制備純堿】
（1）將飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度為30?35C
（2）攪拌下分批加入研細(xì)的NH₄HCO₃固體，加料完畢，保溫30分鐘
（3）靜置、過濾得NaHCO₃晶體
（4）用少量蒸餾水洗滌、抽干
（5）將所得固體轉(zhuǎn)人蒸發(fā)皿中灼燒得Na₂CO₃固體
問題：①反應(yīng)將溫度需控制在30?35曟，通常采取的加熱方法為    ；控制該溫度的原因是    ．
②靜置后只析出NaHCO₃晶體的原因是    ．
【工業(yè)制備純堿】
③沉淀池中反應(yīng)的離子方程式為    ；
④循環(huán)（I）、循環(huán)（II）中物質(zhì)的化學(xué)式分別為    ．兩種制備純堿的方法中，共同涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為    ．

Answer 1

【答案】分析：①水浴加熱的定義是把要加熱的物質(zhì)放在水中，通過給水加熱達(dá)到給物質(zhì)加熱的效果．水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是避免了直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性，可以平穩(wěn)地加熱．水浴加熱的缺點(diǎn)是加熱溫度最高只能達(dá)到100度．碳酸氫銨在低于30℃時分解較少，高于40℃時劇烈分解碳酸氫銨受熱分解劇烈，溫度太低又減慢了化學(xué)反應(yīng)的速率．所以反應(yīng)溫度需控制在30?35℃，用水浴加熱較好；
②碳酸氫鈉和碳酸氫銨的溶解度的考察，碳酸氫銨在20℃時溶解度為21.7 g，碳酸氫鈉20℃時溶解度為9.6 g，30℃時為11.1 g，相同溫度下，碳酸氫鈉的溶解度更小，在溶液中更易析出；
③侯氏制堿法中沉淀池中化學(xué)為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，改寫為離子方程式時氯化鈉和氯化銨可以拆開，碳酸氫鈉不可以拆開，即為NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NH₄⁺+Cl^-+NaHCO₃↓；④在母液中加入鹽酸，生成氯化鈉，通過循環(huán)Ⅰ供循環(huán)使用；煅燒碳酸氫鈉釋放出的二氧化碳通過循環(huán)Ⅱ重新進(jìn)入沉淀池進(jìn)行循環(huán)利用．侯氏制堿法（聯(lián)合制堿法）的反應(yīng)方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，氨堿法（索氏制堿法）的方程式為 NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到的碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．故共同的方程式為①NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，②2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
解答：解：①水浴加熱是把要加熱的物質(zhì)放在水中，通過給水加熱達(dá)到給物質(zhì)加熱的效果．一般都是把要反應(yīng)的物質(zhì)放在試管中，再把試管放在裝有水的燒杯中，再在燒杯中插一根溫度計(jì)，可以控制反應(yīng)溫度．水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是避免了直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性，可以平穩(wěn)地加熱，許多反應(yīng)需要嚴(yán)格的溫度控制，就需要水浴加熱．水浴加熱的缺點(diǎn)是加熱溫度最高只能達(dá)到100度．反應(yīng)將溫度需控制在30?35℃，用水浴加熱較好．碳酸氫銨在低于30℃時分解較少，高于40℃時劇烈分解碳酸氫銨受熱分解劇烈，溫度太低又減慢了化學(xué)反應(yīng)的速率．
故答案為：水浴加熱；溫度過高時碳酸氫銨受熱分解劇烈，溫度太低又減慢了化學(xué)反應(yīng)的速率；
②碳酸氫銨在20℃時溶解度為21.7 g，碳酸氫鈉20℃時溶解度為9.6 g，30℃時為11.1 g，相同溫度下，碳酸氫鈉的溶解度更小，更易析出．
故答案為：相同溫度下，碳酸氫鈉的溶解度�。�
③侯氏制堿法中沉淀池中化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，改寫為離子方程式即為
NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NH₄⁺+Cl^-+NaHCO₃↓．
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+Na⁺+Cl^-=NH₄⁺+Cl^-+NaHCO₃↓；
④循環(huán)Ⅰ是在母液中加入鹽酸，生成氯化鈉，供循環(huán)使用；循環(huán)Ⅱ是煅燒碳酸氫鈉釋放出的二氧化碳重新進(jìn)入沉淀池進(jìn)行循環(huán)利用．侯氏制堿法（聯(lián)合制堿法）的反應(yīng)方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，氨堿法（索氏制堿法）的方程式為 NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，得到的碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
故答案為：NaCl、CO₂；NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
點(diǎn)評：本題考查了侯氏制堿法的基本流程、反應(yīng)的方程式、反應(yīng)條件的控制、原料的循環(huán)利用，將化學(xué)反應(yīng)方程式轉(zhuǎn)化為離子反應(yīng)方程式時注意碳酸氫鈉不要寫成離子的形式，制堿方法的兩種常見方法為侯氏制堿法和索氏制堿法，反應(yīng)的方程式和工藝流程等方面為常考查的熱點(diǎn)．