Question

（2007?威海）追蹤科學家的足跡
材料1：純堿的產量是衡量一個國家化學工業發展水平的重要指標．下面是實驗室摸擬侯氏制堿法生產原理的主要過程：
（1）20℃時，向濃氨水中通入足量的二氧化碳得到NH₄HCO₃飽和溶液；
②向NH₄HCO₃飽和溶液中加入食鹽細粒，并不斷攪拌，直到NaHCO₃結晶析出完畢；
③將析出的晶體過濾，得到晶體和濾液，洗滌晶體，然后將晶體放在試管中充分加熱，得到Na₂CO₃；
④向③的濾液中加入食鹽細粒，析出NH₄Cl晶體，過濾，得到NH₄Cl．
材料2：四種鹽在不同溫度下的溶解度表．

溫度 鹽 溶解度	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
NaCl	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0
NH4HCO3	15.8	21.0	27.0	------	------
NaHCO3	8.1	9.6	11.1	12.7	----
NH4Cl	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4

試回答下列問題：
（1）在實驗室中，你選擇的制備C0₂反應的化學方程式為．在工業生產中，要獲得生產純堿的原料CO₂你認為最經濟實用的方法是以為原料，該反應的化學方程式為．
（2）有人認為侯氏制堿法有以下優點，你認為其中正確的是．
A．生產過程中部分反應產物可作為原料循環使用
B．副產品是一種氮肥
C．反應都不需要加熱，可節約能源
（3）檢驗③中的白色粉末中是否含有氯化鈉的方法是．
（4）在②中，隨著食鹽的逐漸加入，溶液變成了NH₄HCO₃和NaCl的混合溶液，析出晶體之前，混合溶液中存在的離子有（用離子符號表示，下同．）．在③中，將析出的晶體過濾后，溶液中數量減少的離子有；濾液中仍然存在的離子有．②中反應的化學方程式為．
（5）在20℃時，向含NH₄HC0₃ 21g的飽和溶液中加入足量食盆．試通過計算說明，隨著食鹽的逐漸加入，為什么會有NaHC0₃晶體析出，而沒有NH4CI晶休析出？理論上能析出多少克NaHCO₃？（友情提示：本小題沒有計算過程不得分．可能用到的相對分子質量：NH₄HC0₃：79； NaCl：58.5； NaHC0₃：84，NH₄CI：53.5）．

Answer 1

【答案】分析：根據物質的性質和已有的知識進行分析，（1）實驗室制取二氧化碳使用的是碳酸鈣和稀鹽酸，碳酸鈣能高溫分解生成二氧化碳，（2）侯氏制堿法的優點在于廢物少，且部分物質能循環利用，（3）要檢驗碳酸鈉中是否含有氯化鈉，所使用的試劑是硝酸銀，此時需排除碳酸根離子的干擾，可以加入硝酸酸化，（4）根據物質的化學式即可知道電離所得的離子，離子結合以固體形式析出則離子數量會減少，（5）根據反應的化學方程式即可進行物質間的有關計算．
解答：解：（1）實驗室制取二氧化碳使用的是碳酸鈣和稀鹽酸，碳酸鈣能高溫分解生成二氧化碳，所以本題答案為：CaC0₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，石灰石，CaCO₃CaO+CO₂↑；
（2）侯氏制堿法的優點在于廢物少，且部分物質能循環利用，故選AB；
（3）要檢驗碳酸鈉中是否含有氯化鈉，所使用的試劑是硝酸銀，此時需排除碳酸根離子的干擾，可以加入硝酸酸化，所以本題答案為：取③中色粉末少許于試管中加入稀硝酸化，再滴入硝酸銀溶液，若不產生生白色沉淀證明不含氯化鈉，反之則含氯化鈉．
（4）NH₄HCO₃和NaCl的混合溶液中，碳酸氫銨能電離出碳酸氫根離子和銨根離子，氯化鈉能電離出鈉離子和氯離子，析出的晶體是碳酸氫鈉，故碳酸氫根離子和鈉離子會減少，此時發生的反應是碳酸氫銨與氯化鈉反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，所以本題答案為：NH₄⁺、HCO₃^-、Na⁺、C1^-，HCO₃^-、Na⁺，NH₄⁺、HCO^-、Cl^-、Na⁺，NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃；
（5）解：設21gNH₄HCO₃完全轉化能生成NaHCO₃的質量為x，能生成NH₄Cl的質量為y
NH₄HCO₃+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃
79      53.5         84
21g      y           x
=
x=22.3g
=
y=14.2g
根據四種物質的溶解度，20℃時，1OOg水最多能溶解9.6gNaHCO₃，37.2gNH₄Cl．因為22.3＞9.6g，所以有NaHC0₃析出，
理論上可析出NaHC0₃的質量：22.3g-9.6g=12.7g，因為14.2g＜37.2g，NH₄Cl沒有達到飽和狀態，所以不可能有NH₄Cl析出．
點評：本題考查了碳酸鈉的制取，完成此題，可以依據已有的知識結合題干提供的信息進行．