Question

某化學小組模擬“侯氏制堿法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等為原料以及圖1所示裝置制取NaHCO₃，反應的化學方程式為：
NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl．然后再將NaHCO₃制成Na₂CO₃．
（1）裝置乙的作用是______．為防止污染空氣，尾氣中含有的______需要進行吸收處理．
（2）由裝置丙中產生的NaHCO₃制取Na₂CO₃時，需要進行的實驗操作有______、洗滌、灼燒．
（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進行了研究．取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，溶液中有關離子的物質的量的變化如圖2所示．則曲線c對應的溶液中的離子是______（填離子符號）；該樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比是______．
（4）若取10.5gNaHCO₃固體，加熱了t₁min后，剩余固體的質量為7.4g．如果把此剩余固體全部加入到200mL1mol/L的鹽酸中，則充分反應后溶液中H⁺的物質的量濃度為______（設溶液體積變化忽略不計）．

Answer 1

（1）裝置甲是制備二氧化碳氣體的反應裝置，生成的二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，對制備碳酸氫鈉有影響，裝置乙的作用是吸收氯化氫氣體；最后的尾氣中含有氨氣不能排放到空氣中，需要進行尾氣吸收；
故答案為：吸收HCl；NH₃；
（2）由裝置丙中產生的NaHCO₃發生的反應為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；制取Na₂CO₃時需要過濾得到晶體，洗滌后加熱灼燒得到碳酸鈉；
故答案為：過濾；
（3）若在（2）中灼燒的時間較短，NaHCO₃將分解不完全，該小組對一份加熱了t₁min的NaHCO₃樣品的組成進行了研究．取加熱了t₁min的NaHCO₃樣品29.6g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌．隨著鹽酸的加入，發生反應 CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-； HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；溶液中有關離子的物質的量的變化為碳酸根離子減小，碳酸氫根離子濃度增大，當碳酸根離子全部轉化為碳酸氫根離子，再滴入鹽酸和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳，碳酸氫根離子減小，所以c曲線表示的是碳酸氫根離子濃度變化；碳酸根離子濃度0.2mol/L；碳酸氫根離子濃度為0.1mol/L；樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質的量之比是1：2；
故答案為：HCO₃^-； 1：2；
（4）若取10.5gNaHCO₃固體物質的量=

10.5g

84g/mol

=0.125mol，加熱了t₁min后，剩余固體的質量為7.4g．依據化學方程式存在的質量變化計算：
2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
21 62
0.1mol 0.05mol 10.5g-7.4g
反應后NaHCO₃物質的量=0.125mol-0.1mol=0.025mol；NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；消耗氯化氫物質的量0.025mol；
Na₂CO₃物質的量=0.05mol，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，消耗氯化氫物質的量0.1mol；
剩余氯化氫物質的量=0.200L×1mol/L-0.025mol-0.1mol=0.075mol，剩余溶液中c（H⁺）=

0.075mol

0.2L

=0.375mol/L
故答案為：0.375mol/L