Question

根據侯德榜制堿法原理并參考下表的數據，實驗室制備純堿Na₂CO₃的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30—35 ℃，攪拌下分批加入研細的NH₄HCO₃固體，加料完畢后，繼續保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO₃晶體。用少量蒸餾水洗滌除去雜質，抽干后，轉入蒸發皿中，灼燒2小時，制得Na₂CO₃固體。

四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100 g水）表

溫度 溶解度 鹽	0 ℃	10 ℃	20 ℃	30 ℃	40 ℃	50 ℃	60 ℃	100 ℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	—①	—	—	—
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	—
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

①＞35 ℃NH₄HCO₃會分解

請回答：

（1）反應溫度控制在30—35 ℃，是因為若高于35 ℃，則_______________，若低于30 ℃，則_________________；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為_______________________。

（2）加料完畢后，繼續保溫30分鐘，目的是____________________。靜置后只析出NaHCO₃晶體的原因是__________________。用蒸餾水洗滌NaHCO₃晶體的目的是除去_______________雜質（以化學式表示）。

（3）過濾所得母液中含有_____________（以化學式表示），需加入_______________，并作進一步處理，使NaCl溶液循環使用，同時可回收NH₄Cl。

（4）測試純堿產品中NaHCO₃含水量的方法是：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HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V₂mL。寫出純堿樣品中NaHCO₃質量分數的計算式：

NaHCO₃（%）=___________________________。

Answer 1

思路解析：侯氏制堿是利用化學平衡原理得到濃度較大的碳酸氫鈉，然后再分解碳酸氫鈉得到碳酸鈉，同時副產氯化銨作為氮肥。

CO₂+NH₃+NaCl+H₂ONaHCO₃↑+NH₄Cl。

答案：（1）NH₄HCO₃分解  反應速率降低  水浴加熱

（2）使反應充分進行  NaHCO₃的溶解度最小  NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃

（3）NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃    HCl

（4）c(V₂-V₁)××100%