Question

碳酸氫銨是一種重要的銨鹽．實驗室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿．
完成下列填空：
（1）二氧化碳通入氨水的過程中，先有

 

晶體（填寫化學式）析出，然后晶體溶解，最后析出NH₄HCO₃晶體．
（2）含0.800mol NH₃的水溶液質量為54.0g，向該溶液通入二氧化碳至反應完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH₄HCO₃的產率為

 

%．
（3）粗鹽（含Ca²⁺、Mg²⁺）經提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉．實驗步驟依次為：
①粗鹽溶解；
②加入試劑至沉淀完全，煮沸；
③

 

；
④加入鹽酸調pH；
⑤加入

 

；
⑥過濾；
⑦灼燒，冷卻，稱重．
（4）上述步驟②中所加入的試劑為

 

、

 

．
（5）上述步驟④中加鹽酸調pH的目的是

 

．
（6）為探究NH₄HCO₃和NaOH的反應，設計實驗方案如下：
含0.1mol NH₄HCO₃的溶液中加入0.1mol NaOH，反應完全后，滴加氯化鈣稀溶液．
若有沉淀，則NH₄HCO₃與NaOH的反應可能為

 

（寫離子方程式）；
若無沉淀，則NH₄HCO₃與NaOH的反應可能為

 

（寫離子方程式）．
該實驗方案有無不妥之處？若有，提出修正意見

 

．

Answer 1

考點：物質分離、提純的實驗方案設計

專題：

分析：（1）二氧化碳和一水合氨發(fā)生的反應為CO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂CO₃、（NH₄）₂CO₃+CO₂+H₂O=2NH₄HCO₃；
（2）根據碳原子守恒計算理論上m（NH₄HCO₃），根據題意計算實際m（NH₄HCO₃），從而計算其產率；
（3）粗鹽提純操作步驟為：溶解、加入沉淀劑、過濾，然后向濾液中加入稀鹽酸，調節(jié)溶液的pH，再向溶液中加入碳酸氫銨，即可得到溶解度較小的NaHCO₃，再過濾、洗滌得到較純凈的NaHCO₃，最后加熱NaHCO₃得到Na₂CO₃；
（4）用NaOH除去OH^-，用Na₂CO₃除去Ca ²⁺；
（5）除去過量的NaOH、Na₂CO₃；
（6）若有沉淀，說明溶液中含有CO₃^2-，則HCO₃^-和 OH^-反應生成CO₃^2-，如果沒有沉淀，說明溶液中不存在CO₃^2-，則NH₄⁺和OH^-發(fā)生反應．

解答： 解：（1）將CO₂通入氨水中首先生成（NH₄）₂CO₃晶體析出，隨CO₂不斷通入，（NH₄）₂CO₃和CO₂作用轉化為NH₄HCO₃晶體，最終析出NH₄HCO₃晶體，發(fā)生的反應為CO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂CO₃+H₂O、（NH₄）₂CO₃+CO₂+H₂O=2NH₄HCO₃，總反應式為CO₂+NH₃?H₂O=NH₄HCO₃，
故答案為：（NH₄）₂CO₃；
（2）該氨水完全反應需通入0.8molCO₂，過濾得到m（NH₄HCO₃）=54.0g+0.8mol×44g?mol^-1-31.2g=58g，根據碳原子守恒，理論上應得到m（NH₄HCO₃）=0.8mol×79g?mol^-1=63.2g，則NH₄HCO₃的產率為

58g

63.2g

×100%=92%，故答案為：92%；
（3）粗鹽提純步驟應是向粗鹽溶液中加入沉淀劑、過濾（除去沉淀），然后加入鹽酸，調pH（除去前面加入沉淀劑引入的OH^-與CO₃^2-），此時溶液為純凈的NaCl溶液，再向該溶液中加入NH₄HCO₃，即可析出溶解度較小的NaHCO₃，然后過濾、洗滌得到純凈NaHCO₃，將NaHCO₃加熱得到Na₂CO₃，
故答案為：過濾；NH₄HCO₃；
（4）步驟2中加入沉淀劑為NaOH（用來除去Mg²⁺）、碳酸鈉（用來除去Ca²⁺），發(fā)生的反應分別為 2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、CO₃^2-+Ca²⁺=CaCO₃↓，
故答案為：NaOH；Na₂CO₃；
（5）步驟④中加鹽酸調pH的目的是除去過量的NaOH、Na₂CO₃，故答案為：除去過量的NaOH、Na₂CO₃；
（6）因向NH₄HCO₃溶液中加入NaOH時，發(fā)生的離子反應有：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O與NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，若NaOH量不足，則兩反應存在先后次序問題，故實驗中若產生沉淀，說明反應后溶液中含有CO₃^2-，證明先發(fā)生HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，否則先發(fā)生NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，如果不煮沸，產生的NH₃．H₂O不會分解而逸出氨氣，在Ca ²⁺存在的條件下，溶液中NH₃．H₂O能夠將HCO₃^-變成CO₃^2-，所以也會有CaCO₃沉淀生成，最終與前一種現(xiàn)象相同，先煮沸，就是為了驅除溶液中的NH₃，如果NH₃不存在，則HCO₃^-不能與Ca ²⁺反應，進而將兩種現(xiàn)象區(qū)分開，
故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O；需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液．

點評：本題考查了物質的分離和檢驗，明確物質性質及實驗基本操作是解本題關鍵，同時考查學生分析問題、解決問題能力，明確反應原理，根據物質的性質分析解答，題目難度中等．