(2012?揚中市模擬)我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻.他以NaCl、NH
3、CO
2等為原料先制得NaHCO
3,進而生產出純堿.有關反應的化學方程式為:
NH
3+CO
2+H
2O═NH
4HCO
3;
NH
4HCO
3+NaCl═NaHCO
3↓+NH
4Cl;
2NaHCO
3Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O
回答下列問題:
(1)碳酸氫銨與飽和食鹽水反應,能析出碳酸氫鈉晶體的原因是
c
c
(填字母標號).
a.碳酸氫鈉難溶于水 b.碳酸氫鈉受熱易分解 c.碳酸氫鈉的溶解度相對較小,所以在溶液中首先結晶析出
(2)某探究活動小組根據上述制堿原理,進行碳酸氫鈉的制備實驗,同學們按各自設計的方案實驗.
①一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實驗裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出).
試回答下列有關問題:
(Ⅰ)乙裝置中的試劑是 飽和的碳酸氫鈉溶液,作用是
吸收甲裝置可能揮發(fā)出的氯化氫氣體
吸收甲裝置可能揮發(fā)出的氯化氫氣體
;
(Ⅱ)丁裝置中稀硫酸的作用是
吸收末反應的NH3
吸收末反應的NH3
;
(Ⅲ)實驗結束后,分離出NaHCO
3晶體的操作是
過濾
過濾
(填分離操作的名稱).
②另一位同學用圖中戊裝置(其它裝置未畫出)進行實驗.
(Ⅰ)實驗時,須先從
a
a
管通入
氨氣
氨氣
氣體;
(Ⅱ)有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置,理由是
增大氣體與溶液接觸面積,提高CO2吸收率
增大氣體與溶液接觸面積,提高CO2吸收率
;
(3)請你再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法:
用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應.(或往燒堿溶液中通入過量CO2;往飽和Na2CO3 溶液中通入過量CO2 等.其他合理方法均可)
用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應.(或往燒堿溶液中通入過量CO2;往飽和Na2CO3 溶液中通入過量CO2 等.其他合理方法均可)
.
(4)“純堿中常常會混有少量氯化鈉.”某研究性學習小組以一包純堿(只考慮含氯化鈉)為研究對象,探究純堿樣品中碳酸鈉的含量.
【實驗設計】
甲方案
Ⅰ.設計思路:根據樣品與氯化鈣溶液反應生成沉淀碳酸鈣的質量,求出碳酸鈉的質量,再計算樣品中碳酸鈉的質量分數.
Ⅱ.操作步驟:稱取13.25g純堿樣品,加入過量的氯化鈣溶液,充分攪拌.過濾、洗滌、干燥,得到的白色沉淀10.00g.
Ⅲ.數據處理:請根據上述實驗數據,計算該樣品中碳酸鈉的質量分數.
計算過程:
解:設純堿樣品中含Na
2CO
3的質量為x
Na
2CO
3+CaCl
2═CaCO
3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
=x=10.6g
純堿樣品中Na
2CO
3的質量分數為
×100%=80%
解:設純堿樣品中含Na
2CO
3的質量為x
Na
2CO
3+CaCl
2═CaCO
3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
=x=10.6g
純堿樣品中Na
2CO
3的質量分數為
×100%=80%
乙方案
I.設計思路:根據樣品(質量為a g)與稀硫酸完全反應生成二氧化碳的質量(質量為b g),求出碳酸鈉的質量,再計算樣品中碳酸鈉的質量分數.
II.實驗結論:
(1)當a、b的質量關系滿足
(填寫含a、b字母的表達式,下同)時,純堿樣品中只含有碳酸鈉,樣品中碳酸鈉的質量分數是100%.
(2)當a、b的質量關系滿足
時,純堿樣品室有碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,樣品中碳酸鈉的質量分數是
.
【實驗評價】
誤差分析:
(一)甲方案中,白色沉淀的質量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗,造成計算結果與實際值相比偏小.如果將氯化鈣溶液換成氯化鋇溶液,則可以使誤差減小,理由是
BaCl2比CaCl2的相對分子質量大,產生的沉淀質量大,稱量誤差小
BaCl2比CaCl2的相對分子質量大,產生的沉淀質量大,稱量誤差小
.
(二)乙方案中,有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出,造成計算結果與實際值相比
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”、或“不變”).