Question

14．“侯氏制堿法”是我國化工專家侯德榜以NaCl、NH₃、CO₂等為原料制得NaHCO₃，進而生產(chǎn)純堿的一種化工方法．有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃
NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）“侯氏制堿法”把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，已知合成氨為放熱反應(yīng)：①若從反應(yīng)速率角度考慮選擇條件為adj（選填字母，下同）；
②若從平衡移動原理角度來考慮選擇條件為bd；
③綜合考慮該生產(chǎn)應(yīng)選擇的條件是adj．
a．高溫  b．低溫  c．常溫  d．高壓  e．低壓  f．常壓  j．催化劑
（2）碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)，能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c（選填字母）
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
（3）某探究活動小組根據(jù)上述制堿原理，欲制備碳酸氫鈉，設(shè)計了如下的方案進行實驗．
甲同學(xué)：將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如下圖所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．實驗結(jié)束后，分離出NaHCO₃晶體的操作是過濾（填操作名稱）．乙同學(xué)：用圖中戊裝置進行實驗（其它裝置未畫出）．為提高二氧化碳在此反應(yīng)溶液中被吸收的程度，實驗時，須先從a管通入氨氣氣體，再從b管中通入二氧化碳氣體．
（4）請你再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉固體的方法（用必要的文字說明并寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式）：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）①溫度越高，反應(yīng)速率越快，壓強越大，反應(yīng)速率越快，使用催化劑可以加快反應(yīng)速率；
②根據(jù)溫度、壓強對化學(xué)平衡的因素進行判斷；
③根據(jù)實際生成中生產(chǎn)設(shè)備、轉(zhuǎn)化率、催化劑的催化活性等方面考慮適宜的反應(yīng)條件；
（2）NaHCO₃的溶解度較小，是析出碳酸氫鈉晶體的主要原因，故c正確；
（3）固液分離操作的方法為過濾；由于CO₂的溶解度較小，因此通入CO₂前，應(yīng)先從a管通入氨氣（防止NH₃倒吸）；
（4）氫氧化鈉與過量的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，也可以用碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①若從反應(yīng)速率角度考慮選擇條件為高溫、高壓和使用催化劑，
故答案為：adj；
②合成氨為氣體物質(zhì)的量減少的放熱反應(yīng)，高壓、低溫有利于提高氨的平衡濃度，從勒沙特列原理可以選擇bd，
故答案為：bd；
③適宜的溫度和壓強下，可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，使得催化劑的催化活性較高，讓化學(xué)反應(yīng)有利于正向進行，同時加入催化劑可以加快反應(yīng)速率，所以實際工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件為：高溫、高壓、催化劑，即adj正確，
故答案為：adj；
（2）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)完成的條件可知，NaHCO₃的溶解度較小，是析出碳酸氫鈉晶體的主要原因，所以c正確，
故答案為：c；
（3）固液分離操作用過濾操作．由于CO₂的溶解度較小，因此通入CO₂前，應(yīng)先從a管通入氨氣（防止NH₃倒吸），因為氨氣、H₂O、CO₂反應(yīng)生成NH₄HCO₃，可以大大提高CO₂的吸收，b管通入CO₂有利于CO₂的充分吸收，
故答案為：過濾；氨氣；CO₂；
（4）可以將過量的CO₂通入NaOH溶液或Na₂CO₃中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，
故答案為：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

點評 本題考查了純堿工業(yè)原理及其應(yīng)用，題目難度中等，明確制備流程及常見物質(zhì)的性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握侯氏制堿法的反應(yīng)原理，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>