Question

3．我國化工專家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如圖1：

（1）沉淀池中發(fā)生的化學反應方程式是NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓．
（2）上述流程中X物質的分子式CO₂．
（3）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   （選填字母）．
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
（4）某探究活動小組根據(jù)上述制堿原理，欲制備碳酸氫鈉，同學們按各自設計的方案進行實驗．第一位同學：將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉，實驗裝置如圖2所示（圖中夾持、固定用的儀器未畫出）．
請回答：
①甲中發(fā)生反應的離子方程式是CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑
②乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液
③實驗結束后，分離出NaHCO₃ 晶體的操作是過濾（填分離操作的名稱）．
第二位同學：用圖中戊裝置進行實驗（其它裝置未畫出）．
④為提高二氧化碳在此反應液中被吸收的程度，實驗時，須先從a管通入NH₃ 氣體，再從b管通入CO₂  氣體．
⑤裝置c中的試劑為C （選填字母）
A．堿石灰   B．濃硫酸   C．無水氯化鈣
（5）請你再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法：（用簡要的文字和相關的化學反應方程式來描述）：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

Answer 1

分析 將二氧化碳和氨氣、食鹽水加入沉淀池中，發(fā)生的反應為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，得到的沉淀在煅燒爐中發(fā)生反應2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂，從而得到Na₂CO₃，煅燒過程中得到的X為CO₂要循環(huán)利用，母液中含有的銨根離子和堿反應得到的氨氣也能循環(huán)利用，
（1）沉淀池中氯化鈉、二氧化碳、氨氣和水發(fā)生復分解反應生成碳酸氫鈉和氯化銨；
（2）煅燒過程中得到的X為CO₂要循環(huán)利用；
（3）依據(jù)題干中信息碳酸氫鈉溶解度相對較小分析判斷；
（4）①裝置甲中碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
②依據(jù)用鹽酸制取二氧化碳時常會含有氯化氫氣體分析即可解答；
③依據(jù)分離固體與液體采用的實驗操作分析解答；
④根據(jù)氨氣易溶于水，判斷通入氨氣的導管不能插入溶液中，再根據(jù)二氧化碳的溶解度較小，為了提高二氧化碳的利用率，應該先通入氨氣進行解答
⑤防止NH₃污染空氣；
（5）氫氧化鈉與過量的二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，也可以用碳酸鈉與二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，據(jù)此寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）沉淀池中發(fā)生的化學反應為飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳析出碳酸氫鈉晶體，反應方程式為NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，故答案為：NH₃+H₂O+CO₂+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓；
（2）在聯(lián)合制堿法中二氧化碳是反應的原料同時也是反應的副產(chǎn)物，可以循環(huán)利用，故答案為：CO₂；
（3）A．碳酸氫鈉易溶于水，故A錯誤；
B．碳酸氫鈉受熱易分解，與其在溶液中首先結晶析出無關，故B錯誤；
C．碳酸氫鈉的溶解度相對于氯化銨來說碳酸氫鈉的溶解度更小一些，所以在溶液中首先結晶析出，故C正確，
故答案為；C；
（4）①裝置甲發(fā)生的反應方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；
②利用鹽酸制取二氧化碳時，因鹽酸易揮發(fā)，所以二氧化碳中常會含有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與鹽酸反應不與二氧化碳反應，所以通過碳酸氫鈉的溶液是可以除掉二氧化碳氣體中的氯化氫氣體，故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
③分離出NaHCO₃晶體的操作是分離固體與液體，常采用的實驗操作是過濾操作，故答案為：過濾；
④制取碳酸氫鈉時先要得到含氨的飽和食鹽水，氨氣極易溶于水，通入氨氣的導管不能直接插入溶液中，所以導管a通入氨氣，導管b通入二氧化碳；由于二氧化碳在水中溶解度減小，為了保證了從b通入二氧化碳時二氧化碳被充分反應，應該先通入氨氣，再通入二氧化碳，故答案為：NH₃（氨）；CO₂（二氧化碳）；
⑤NH₃污染空氣，用盛裝無水CaCl₂的干燥管吸收，故答案為：C；
（5）可以將過量的CO₂通入NaOH溶液或Na₂CO₃中，反應的化學方程式為：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，
故答案為：NaOH+CO₂=NaHCO₃或Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃．

點評 本題考查了純堿工業(yè)原理及其應用，題目難度中等，明確制備流程及常見物質的性質為解答關鍵，注意掌握侯氏制堿法的反應原理，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．