工業(yè)上用侯氏制堿法可制得碳酸氫鈉晶體,該反應(yīng)原理可以用以下化學(xué)方程式表示:
NH3+CO2+H2O+NaCl(飽和)=NaHCO3(晶體)↓+NH4Cl
某興趣小組欲測(cè)定上述反應(yīng)所制得的樣品中碳酸氫鈉的純度,設(shè)計(jì)了如下兩種方案:
(1)方案一:取wg樣品按如圖裝置(氣密性完好)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
①裝置B的作用是______
②裝置D的作用是______
③實(shí)驗(yàn)中需要稱(chēng)量的裝置是______(填寫(xiě)字母)
(2)方案二:取wg樣品溶于水后,進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn):

①試劑X是______;
②步驟②加入CaCl2溶液后的主要操作包括______、洗滌、______、稱(chēng)量
③樣品中碳酸氫鈉的純度為_(kāi)_____(用含w、m的代數(shù)式表示).
(3)上述方案一測(cè)定的結(jié)果偏小,可能的原因是______.

解:(1)由圖可知,該實(shí)驗(yàn)方案為:加熱分解碳酸氫鈉樣品,通過(guò)C裝置增重測(cè)定是二氧化碳的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量,計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù),故加入C裝置的氣體應(yīng)干燥,裝置B應(yīng)是吸收水蒸氣,由于堿石灰可以吸收空氣中的二氧化碳與水蒸氣,D裝置目的防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定,
①由上述分析的實(shí)驗(yàn)原理可知,裝置B的作用是:吸收水蒸汽,
故答案為:吸收水蒸汽;
②由上述分析的實(shí)驗(yàn)原理可知,裝置D的作用是:防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中,
故答案為:防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中;
③由上述分析的實(shí)驗(yàn)原理可知,通過(guò)C裝置增重測(cè)定是二氧化碳的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)中需要稱(chēng)量的裝置是C,
故答案為:C;
(2)由方案圖可知,該實(shí)驗(yàn)方案為:將碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鹽,碳酸鹽與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,過(guò)量、洗滌、干燥稱(chēng)量碳酸鈣沉淀質(zhì)量,根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù),
①試劑X將碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鹽,故試劑X為氫氧化鈉溶液,
故答案為:NaOH溶液;
②步驟②加入CaCl2溶液后生成碳酸鈣沉淀,并把沉淀與溶液分離獲得碳酸鈣沉淀,得到碳酸鈣的具體質(zhì)量,故主要操作包括過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量,
故答案為:過(guò)濾、干燥;
③得到碳酸鈣的質(zhì)量為mg,根據(jù)碳元素守恒可知,碳酸氫鈉的物質(zhì)的量==0.01m mol,故樣品中碳酸氫鈉質(zhì)量為0.01m mol×84g/mol=0.84m g,故碳酸氫鈉的純度為×100%=×100%,
故答案為:×100%;
(3)方案一中裝置中會(huì)殘留CO2氣體,生成的CO2氣體不能完全被裝置C中的堿石灰吸收,導(dǎo)致測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量偏小,計(jì)算測(cè)定的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,
故答案為:裝置中會(huì)殘留CO2氣體,生成的CO2氣體不能完全被裝置C中的堿石灰吸收.
分析:(1)由圖可知,該實(shí)驗(yàn)方案為:加熱分解碳酸氫鈉樣品,通過(guò)C裝置增重測(cè)定是二氧化碳的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量,計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù),故加入C裝置的氣體應(yīng)干燥,裝置B應(yīng)是吸收水蒸氣,由于堿石灰可以吸收空氣中的二氧化碳與水蒸氣,D裝置目的防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定;
(2)由方案圖可知,該實(shí)驗(yàn)方案為:將碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鹽,碳酸鹽與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,過(guò)量、洗滌、干燥稱(chēng)量碳酸鈣沉淀質(zhì)量,根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù),故試劑X為氫氧化鈉溶液;
(3)方案一中裝置中會(huì)殘留CO2氣體,生成的CO2氣體不能完全被裝置C中的堿石灰吸收.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn),涉及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的理解、對(duì)裝置的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、數(shù)據(jù)處理與誤差分析等,難度中等,是對(duì)知識(shí)的綜合利用,較好的考查學(xué)生的綜合能力,理解實(shí)驗(yàn)方案是關(guān)鍵.
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NH3+CO2+H2O+NaCl(飽和)=NaHCO3(晶體)↓+NH4Cl
某興趣小組欲測(cè)定上述反應(yīng)所制得的樣品中碳酸氫鈉的純度,設(shè)計(jì)了如下兩種方案:
(1)方案一:取wg樣品按如圖裝置(氣密性完好)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
①裝置B的作用是
吸收水蒸汽
吸收水蒸汽

②裝置D的作用是
防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中
防止空氣中的二氧化碳和水蒸汽進(jìn)入C中

③實(shí)驗(yàn)中需要稱(chēng)量的裝置是
C
C
(填寫(xiě)字母)
(2)方案二:取wg樣品溶于水后,進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn):

①試劑X是
NaOH溶液
NaOH溶液
;
②步驟②加入CaCl2溶液后的主要操作包括
過(guò)濾
過(guò)濾
、洗滌、
干燥
干燥
、稱(chēng)量
③樣品中碳酸氫鈉的純度為
21m
25w
×100%
21m
25w
×100%
(用含w、m的代數(shù)式表示).
(3)上述方案一測(cè)定的結(jié)果偏小,可能的原因是
裝置中會(huì)殘留CO2氣體,生成的CO2氣體不能完全被裝置C中的堿石灰吸收
裝置中會(huì)殘留CO2氣體,生成的CO2氣體不能完全被裝置C中的堿石灰吸收

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:桂壯紅皮書(shū)·高中同步系列·活題巧解巧練·高一化學(xué)(上) 題型:043

  工業(yè)制備純堿的方法是氨堿法.其主要過(guò)程是:

 、倮鋮s時(shí)將氨氣通入食鹽水,制得飽和的氨化鹽水;②在加壓時(shí)通入CO2,發(fā)生反應(yīng):

  NH3+CO2+H2O=NH4HCO3;

  NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;

  然后將濾出的小蘇打焙燒制得純堿:

  2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;

  母液中的NH4Cl可加入Ca(OH)2回收氨,反應(yīng)為:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O,但大量生成的CaCl2用途不大,難以處理.1942年我國(guó)化學(xué)家侯德榜發(fā)明了侯氏制堿法,對(duì)氨堿法進(jìn)行了改進(jìn).他將析出NaHCO3后的母液于5~10℃加入食鹽粉末,使原來(lái)不易結(jié)晶的NH4Cl析出晶體,供化肥和其他工業(yè)使用.侯氏制堿法成為世界上生產(chǎn)純堿的重要方法.通過(guò)上面資料回答:

(1)氨堿法除回收NH3循環(huán)使用外,還有哪些物質(zhì)可回收使用?

(2)侯氏制堿法除不必生產(chǎn)難以處理的CaCl2外,從原料NaCl的利用上分析,最主要的顯著優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)_______________________________________.

(3)氨堿法及侯氏制堿法都要用到有關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),現(xiàn)列出下表:(單位:g/100g H2O)

a.為什么侯氏制堿法使NH4Cl晶體析出選在5~10℃?

b.氨堿法在②中反應(yīng)溫度在20℃左右,為什么會(huì)有NaHCO3晶體析出?

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2008-2009學(xué)年安徽省宿州二中高三(上)期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題

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(08福建省實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)檢)

工業(yè)上用侯氏制堿法可制得碳酸氫鈉晶體,該反應(yīng)原理可以用以下化學(xué)方程式表示:

某興趣小組欲測(cè)定上述反應(yīng)所制得的樣品中碳酸氫鈉的純度,設(shè)計(jì)了如下兩種方案:

  (1)方案一:稱(chēng)取一定質(zhì)量樣品按下圖裝置(氣密性完好)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①裝置B的作用是_________________________________________________

②裝置D的作用是_________________________________________________

③實(shí)驗(yàn)中需要稱(chēng)量的裝置是______________ (填寫(xiě)字母)

(2)方案二:取w g樣品溶于水后,進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn):

①試劑X是__________;

②步驟②加入溶液后的主要操作包括__________、洗滌、_________、稱(chēng)量

③樣品中碳酸氫鈉的純度為_(kāi)______________________(用含w、m的代數(shù)式表示)。

(3)上述方案一測(cè)定的結(jié)果偏小,可能的原因是__________________________________

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