Question

2．某校課外小組模擬工業(yè)制備純堿并測定純堿的純度，甲、乙兩組同學分別進行了下列相關實驗．
（1）寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）甲組同學利用以下裝置制備碳酸氫鈉（如圖1）：
已知：1．反應原理：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl
2．NH₃極易溶于水

①圖中裝置的連接順序為a接e，b接f，g接h．
②裝置B中燒瓶內發(fā)生復分解反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
③實驗中要求先通入NH₃，過量之后再通入CO₂．
④裝置C中盛放的試劑是飽和NaHCO₃，其作用是除去二氧化碳中的HCl．
（3）已知實驗中得到的Na₂CO₃中常含有少量NaCl．乙組設計如圖2所示裝置來測定Na₂CO₃的含量．
①檢驗裝置F氣密性的方法是：塞緊帶長頸漏斗的三孔橡膠塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內的水面高于瓶內的水面，停止加水后靜置，若液面不下降，說明裝置不漏氣．
②裝置E中的試劑NaOH溶液，裝置G的作用是干燥CO₂．
③實驗中需要測定的數(shù)據(jù)有固體樣品質量和H堿石灰的增重．
④以上實驗裝置存在明顯缺陷，該缺陷導致測定結果偏高，改進的措施是在裝置H后增加一個盛有堿石灰的干燥裝置．

Answer 1

分析 （1）碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳；
（2）①氨氣極易溶于水，需要防止倒吸，所以通入氨氣的導管應該稍稍接觸液面，即b連接f；
②裝置B為氯化銨與氫氧化鈣混合加熱生成氯化氨氣和水；
③根據(jù)實驗原理NaCl+CO₂+NH₃+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，則為了增大碳酸氫鈉的產量即要增大二氧化碳的溶解，據(jù)此分析；
④根據(jù)制備二氧化碳時會含有氯化氫雜質氣體，所以裝置C為除去二氧化碳中的HCl；
（3）①檢驗裝置F氣密性的方法是：塞緊帶長頸漏斗的三孔橡膠塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內的水面高于瓶內的水面，停止加水后，利用壓強變化和液面變化分析判斷；
②實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響H中二氧化碳質量的測定，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入H中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定；濃硫酸具有吸水性，能夠吸收二氧化碳中的水分；
③測定Na₂CO₃的含量則根據(jù)$\frac{碳酸鈉質量}{樣品總質量}$×100%計算，據(jù)此分析；
④H后缺少吸收空氣中二氧化碳和水的裝置，則空氣中的二氧化碳和水蒸氣被裝置H吸收，稱量質量增大，Na₂CO₃的含量將偏高．

解答 解：（1）碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，反應為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）①操作過程，向氨化后飽和食鹽水中通入二氧化碳、氨氣發(fā)生反應生成碳酸氫鈉，氨氣極易溶于水，應該將D中通氨氣導管末端剛剛接觸液面，所以a接e、b接f，故答案為：e；f；
②裝置B為氯化銨與氫氧化鈣混合加熱生成氯化氨氣和水，反應的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
③根據(jù)實驗原理NaCl+CO₂+NH₃+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，則為了增大碳酸氫鈉的產量即要增大二氧化的溶液，所以先實驗中要求先通入NH₃，過量之后溶液成堿性再通入CO₂，故答案為：NH₃；CO₂；
④根據(jù)制備二氧化碳時會含有氯化氫雜質氣體，所以裝置C裝飽和NaHCO₃，除去二氧化碳中的HCl，故答案為：飽和NaHCO₃；除去二氧化碳中的HCl；
故答案為：用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口f，若有白煙生成，說明氨氣過量（或用濕潤的紅色石蕊試紙靠進管口f，若試紙變藍，說明氨氣過量）；
（3）①檢驗裝置F氣密性的方法為：塞緊帶長頸漏斗的三孔橡膠塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內的水面高于瓶內的水面，停止加水后，若漏斗中與試劑瓶中的液面差保持不再變化，證明裝置氣密性完好，
故答案為：液面不下降；
②實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響H中二氧化碳質量的測定，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入H中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定；從裝置F產生的二氧化碳氣體中會有水，影響測定結果，需要用裝置G干燥二氧化碳，減小測定誤差，故答案為：NaOH溶液；干燥CO₂；
③測定Na₂CO₃的含量則根據(jù)$\frac{碳酸鈉質量}{樣品總質量}$×100%計算，碳酸鈉質量則根據(jù)H堿石灰的增重即二氧化碳質量計算可得，樣品總質量可以開始稱量，所以實驗中需要測定的數(shù)據(jù)有固體樣品質量和H堿石灰的增重，故答案為：固體樣品質量和H堿石灰的增重；
④裝置H直接與空氣相連，則空氣中的二氧化碳和水蒸氣被裝置H吸收，導致H裝置的稱量質量增大，測定的Na₂CO₃的含量將偏高，所以該裝置的缺陷是裝置H后缺少盛有堿石灰的干燥裝置，
故答案為：在裝置H后增加一個盛有堿石灰的干燥裝置．

點評 本題考查了純堿工業(yè)的生成原理及其應用，題目難度中等，明確實驗目的及化學實驗基本操作方法為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．