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，得Na₂CO₃固體．
四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表

溫度 鹽  溶解度	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會有分解
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）過濾所得的母液中含有______（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．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據題中所給信息“35℃NH₄HCO₃會有分解”分析解答；根據影響反應速率的因素分析；要控制恒溫，一般用水浴加熱．
（2）分析溶解度數據，對比各物質的溶解度，根據溶解度越小越容易析出來分析．
根據溶解平衡的知識分析剩余物的成分．
（3）根據溶解平衡知識進行分析；根據實驗目的進行分析轉換為氯化鈉和氯化銨的所需試劑．
解答：解：（1）根據題意“35℃NH₄HCO₃會有分解”，所以溫度不能超過，35℃；同時反應速度受溫度影響，溫度太低反應速率太慢，所以溫度必須控制在一個合理范圍內，使溫度保持一個恒定，因為控制的溫度在100℃以下，所以常用水浴加熱來控制．
故答案為：NH₄HCO₃分解；反應速率降低；水浴加熱
（2）因為反應不是瞬間完成的，所以要保持一段時間，以使反應充分；
由溶解度表可看出在30℃～35℃之間，碳酸氫鈉的溶解度最小，所以析出的只能是碳酸氫鈉；
因為未反應完的氯化鈉、碳酸氫銨及生成的氯化銨會附著在碳酸氫鈉晶體表面，所以要用蒸餾水進行洗滌，以便除去雜質．
故答案為：使反應充分進行；NaHCO₃的溶解度最小；NaCl  NH₄Cl  NH₄HCO₃
（3）根據溶解平衡原理可知，析出碳酸氫鈉后的溶液為碳酸氫鈉的飽和溶液，所以母液中有未反應完的氯化鈉和碳酸氫氨，及生成的氯化銨和沒有析出的碳酸氫鈉．
為使氯化鈉循環使用，可使碳酸氫鈉和鹽酸反應轉換為氯化鈉；同時碳酸氫氨和鹽酸反應也轉換為氯化銨．
故答案為：NaHCO₃  NaCl  NH₄Cl  NH₄HCO₃；   HCl
點評：本題有一定難度，主要考查了學生運用溶解度有關知識分析解決純堿制取過程中有關問題．