Question

我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”為世界制堿工業作出了杰出貢獻。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物質溶解度的差異，以食鹽、氨氣、CO₂為原料先制得NaHCO₃，再生產出純堿。下面是實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO₃的實驗步驟：

第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在各儀器內裝入藥品。

第二步：先讓一裝置發生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產生的氣體，片刻后C中出現固體。繼續向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產生。

第三步：過濾C中所得的混合物，并用蒸餾水洗滌晶體，得到NaHCO₃固體。

第四步：向濾液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品NH₄Cl晶體。

請回答下列問題：

（1）裝置的接口連接時a接_____________。

D中所盛試劑的名稱是_____________。

（2）第二步中必須先讓_____________（填編號）裝置發生反應。

（3）C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是___________________________，C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為______________________________。

（4）第三步中用蒸餾水洗滌晶體的目的是除去______________________________雜質（以化學式表示）。

（5）向濾液中通氨氣的目的是_____________。（填序號）

a.增大的濃度，使NH₄Cl更多地析出

b.使NaHCO₃更多地析出

（6）測試純堿產品中NaHCO₃含量的方法是：準確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水溶解，加1—2滴酚酞指示劑，用物質的量濃度為c mol·L^-1的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色（指示+H⁺====反應的終點），所用HCl溶液體積為V₁ mL，再加1—2滴甲基橙指示劑，繼續用上述HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，又用去HCl溶液的體積為V₂ mL。寫出純堿樣品中NaHCO₃質量分數的計算式：

w(NaHCO₃)=________________________________________________。

Answer 1

（1）f     飽和NaHCO₃溶液

（2）B

（3）防止倒吸  NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl

（4）NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃

（5）a

（6）×100%

解析：（1）A為CO₂的氣體發生裝置，其產生的CO₂中含有HCl和H₂O，HCl對后續過程有不利影響，應用盛有飽和NaHCO₃溶液的D裝置除去，連接時a接f。（2）相對于CO₂而言，NH₃在飽和NaCl溶液中溶解量更大，先向c中通NH₃更有利于CO₂的吸收和NaHCO₃的生成，所以應先讓B裝置發生反應生成NH₃。（3）C中用球形干燥管能防止倒吸，C中廣口瓶內物質能依次發生反應NH₃+H₂O+CO₂====NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl====NaHCO₃↓+NaCl，總方程式為NaCl+NH₃+H₂O+CO₂====NaHCO₃↓+NH₄Cl。（4）從溶液中析出的晶體會吸附少量可溶性雜質。用蒸餾水洗滌NaHCO₃晶體的目的是為了除去吸附的NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃等雜質。（5）NH₃的溶入能增大濃度而使之與Cl^-一塊結合為NH₄Cl析出。（6）NaHCO₃(總) +HCl====NaCl+CO₂↑+H₂O,n_總(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₂×10^-3 L。Na₂CO₃+HCl==== NaHCO₃+ NaCl，由Na₂CO₃反應生成的NaHCO₃:n′(NaHCO₃)=c mol·L^-1·V₁·10^-3 L,樣品中的NaHCO₃為n_總(NaHCO₃)-n′（NaHCO₃）=mol，w(NaHCO₃)=  ×100%×100%。