Question

1．工業制純堿時，第一步通過飽和食鹽水、氨和二氧化碳反應，獲得碳酸氫鈉晶體，它的反應原理可以用下面的方程式表示：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl．以上反應的總結果是放熱反應．請設計一個實驗：用最簡單的實驗裝置模擬實現這一過程，獲得碳酸氫鈉晶體．可供選擇的實驗用品有：6mol/L的鹽酸、6mol/L的硫酸、濃氨水、氫氧化鈉、消石灰、石灰石、氯化氨、食鹽蒸餾水和冰，以及中學化學實驗常用儀器．
（1）畫出實驗裝置示意圖（包括反應時容器中的物質），并在圖中玻璃容器旁自左至右分別用A，B，C等符號標明（請見題后說明）．
（2）請寫出上圖中A，B，C等各玻璃容器中盛放物質的化學式或名稱．
（3）利用在本題所提供的實驗用品，如何判斷得到的產品是碳酸氫鈉的結晶，而不是碳酸氫銨或食鹽結晶．
說明：本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方式表示．

鐵架臺、石棉網、酒精燈、玻璃導管之間的連接膠管等，在示意圖中不必畫出，如需要加熱，在需要加熱的儀器下方，標以“△”表示．

Answer 1

分析 （1）（2）根據題中提供的藥品可知，將食鹽溶于濃氨水得飽和食鹽水及濃氨水的混合溶液，用6mol/L的鹽酸與石灰石反應生成CO₂，通過蒸餾水除去二氧化碳氣體中少量的氯化氫，將除雜后的二氧化碳通入飽和食鹽水及濃氨水的混合溶液，為了促使碳酸氫鈉的析出，可以將反應容器置于冰水浴中，反應中的尾氣中含有氨氣，所以可以用6mol/L的硫酸溶液吸收反應中的尾氣，據此答題；
（3）根據碳酸氫鈉和碳酸氫銨受熱分解的產物不同判斷是碳酸氫鈉還是碳酸氫銨，根據碳酸氫鈉、食鹽遇鹽酸后的現象判斷是碳酸氫鈉還是食鹽．

解答 解：（1）根據題中提供的藥品可知，將食鹽溶于濃氨水得飽和食鹽水及濃氨水的混合溶液，用6mol/L的鹽酸與石灰石反應生成CO₂，通過蒸餾水除去二氧化碳氣體中少量的氯化氫，將除雜后的二氧化碳通入飽和食鹽水及濃氨水的混合溶液，為了促使碳酸氫鈉的析出，可以將反應容器置于冰水浴中，反應中的尾氣中含有氨氣，所以可以用6mol/L的硫酸溶液吸收反應中的尾氣，根據上面的分析可畫出裝置圖為，
答：；
（2）結合（1）的分析，上述裝置中各物質為A．CaCO₃，并由漏斗加入6mol/LHCl；B．蒸餾水（或水）；C．冰水（或冷水）；D．被氯化鈉飽和的濃氨水溶液；E．6mol/LH₂SO₄，
答：A．CaCO₃，并由漏斗加入6mol/LHCl；B．蒸餾水（或水）；C．冰水（或冷水）；D．被氯化鈉飽和的濃氨水溶液；E．6mol/LH₂SO₄；
（3）根據碳酸氫鈉和碳酸氫銨受熱分解的產物不同判斷是碳酸氫鈉還是碳酸氫銨，根據碳酸氫鈉、食鹽遇鹽酸后的現象判斷是碳酸氫鈉還是食鹽，實驗操作為取少量產品放在試管中，在酒精燈加熱至不再有氣體放出時，停止加熱．試管中如有白色剩余物質，則得到的產品不是碳酸氫氨，試管冷卻后，向其中加入適量鹽酸，反應激烈，冒大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說明得到的結晶是碳酸鈉；如果加入鹽酸后，晶體全部溶解，但沒有氣泡產生，則得到的結晶可能是食鹽，
答：取少量產品放在試管中，在酒精燈加熱至不再有氣體放出時，停止加熱．試管中如有白色剩余物質，則得到的產品不是碳酸氫氨，試管冷卻后，向其中加入適量鹽酸，反應激烈，冒大量氣泡，最后剩余物全部溶解，說明得到的結晶是碳酸鈉；如果加入鹽酸后，晶體全部溶解，但沒有氣泡產生，則得到的結晶可能是食鹽．

點評 本題考查了實驗過程設計，裝置圖連接的注意問題和原則方法，實驗測定成份等知識，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．