Question

20．侯德榜是在中國化學工業史上一位杰出的科學家，他為祖國的化學工業事業奮斗終生，并以獨創的制堿工藝聞名于世界，以下是侯德榜先生制堿工業的簡要流程：

下表是三種物質在100g水中不同溫度的溶解度．

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	45.8	50.4	55.2	60.2
NaHCO3	6.9	8.2	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4

試回答下列問題：
（1）操作Ⅲ中用到的玻璃儀器有過濾．
（2）分析上述溶解度表，欲從含有少量NaCl的NH₄Cl溶液中獲得NH₄Cl晶體，可采用的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾．
（3）為什么不在飽和食鹽水中直接通入足量的二氧化碳氣體，而是先通入足量氨氣后再通入足量的二氧化碳？先通入足量氨氣后形成銨鹽水，更有利于二氧化碳氣體的吸收．
（4）寫出步驟I和步驟Ⅱ兩步反應的總化學方程式NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）根據過濾可用于分離難溶性固體和可溶性固體的方法進行解答；
（2）根據氯化銨的溶解度隨溫度的升高而增大，氯化鈉的溶解度受溫度的影響變化不大進行解答．
（3）根據NH₃極易溶于水，而CO₂在水中的溶解度不大，據此分析；
（4）根據反應物和生成物分析．

解答 解：（1）過濾可用于分離難溶性固體和可溶性固體的方法，所以Ⅲ的操作名稱叫過濾；
（2）氯化銨的溶解度隨溫度的升高而增大，氯化鈉的溶解度受溫度的影響變化不大，所以從含有少量NaCl的NH₄Cl溶液中獲得NH₄Cl晶體的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾．
（3）NH₃極易溶于水，而CO₂在水中的溶解度不大，故應先向飽和NaC1溶液中通入足量NH₃，再通入足量CO₂，可析出NaHCO₃晶體，
（4）向飽和食鹽水中通入足量氨氣至飽和，然后通入二氧化碳，析出溶解度較小的碳酸氫鈉，化學方程式為：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
故答案為：（1）過濾；
（2）蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；
（3）先通入足量氨氣后形成銨鹽水，更有利于二氧化碳氣體的吸收；
（4）NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl．

點評 本題是一道有關工業制純堿知識的綜合實驗題目，考查學生分析和解決問題的能力，掌握制堿原理是解題的關鍵，題目難度中等．