Question

【題目】（經典賞析）我國制堿工業的先驅—侯德榜，發明了將制堿與制氨結合起來的聯合制堿法。生產過程是在飽和氨鹽水中(NH3和NaCl都達到飽和的溶液)通入 CO2。

（查閱資料）(1)侯氏制堿法中主要反應： Ⅰ．NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl， Ⅱ．2NaHCO3 △ Na2CO3+H2O+CO2↑。

(2) NaHCO3和NH4Cl的溶解度曲線如圖所示。

（思考交流）(1)30℃時，NH4Cl飽和溶液中溶質質量分數與NaHCO3飽和溶液中溶質質量分數相比，前者與后者的關系是_______(填字母)。

A．大于 B．小于 C．等于 D．無法確定

(2)反應Ⅰ中生成物NaHCO3和NH4Cl的質量比為_______(不需化簡)。

(3)氨鹽水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先結晶析出的物質是NaHCO3，原因是________。

（實驗探究）某小組以粗鹽和碳酸氫銨(NH4HCO3)為原料，采用以下流程制備純堿和NH4Cl。

(1)粗鹽中除了含有泥沙等不溶性雜質，還含有少量的MgCl2等。若要除去粗鹽中的MgCl2，可加入過量的NaOH溶液，過濾，然后向濾液中加入適量鹽酸。寫出加入鹽酸時反應的化學方程式_____________。

(2)過濾時玻璃棒的作用是______________ 。

(3)沉淀1表面常附有NH4+、Cl-等雜質，洗滌時最好選用下列______飽和溶液(填字母)。

A．NaCl B．NH4Cl C． NH4HCO3 D．NaHCO3

(4)步驟X包括的操作有________、冷卻結晶和過濾。

（拓展延伸）小華設計下圖實驗裝置測定某純堿樣品(含少量雜質NaCl)中碳酸鈉的質量分數：取一定量的樣品與足量稀鹽酸反應，通過測定生成CO2的體積，計算樣品中碳酸鈉的質量分數。(已知常溫常壓下CO2的密度是1.977g/L)

(1)如果樣品質量為5.3g，則實驗中選用的量氣管規格最合適的是_________(填字母)。

A．500mL B．1000 mL C．1500 mL D．2000mL

(2) 反應結束后錐形瓶中有CO2殘留，會導致測得的碳酸鈉質量分數_________(填字母)。

A．偏大 B．偏小 C．無影響

(3)如果5.3g樣品中鈉元素的質量分數為42%，實驗結束后將錐形瓶中溶液蒸干，則所得固體質量為__________(結果保留1位小數)。

Answer 1

【答案】 A 84:53.5 反應生成的碳酸氫鈉的質量比氯化銨多，且相同溫度下碳酸氫鈉的溶解度比氯化銨小 NaOH+HCl=NaCl+H2O 引流 D 蒸發濃縮(或蒸發) C C 5.7 g(或5.6 g)

【解析】Ⅱ． (2) 【思考交流】(1) 溶解度是一定溫度下，100g溶劑里達到飽和時，所溶解的溶質的質量。飽和溶液溶質的質量分數=溶解度÷（溶解度+100g）×100% 。 30℃時，氯化銨的溶解度比碳酸氫鈉的溶解度大，NH4Cl飽和溶液中溶質質量分數比NaHCO3飽和溶液中溶質質量分數大；(2)化學反應中物質的質量比等于化學方程式中化學計量數和相對分子質量乘積的比， 反應NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl中，生成物NaHCO3和NH4Cl的質量比為84:53.5；(3)氨鹽水吸收CO2后生成NaHCO3和NH4Cl，先結晶析出的物質是NaHCO3，原因是反應生成的碳酸氫鈉的質量比氯化銨多，且相同溫度下碳酸氫鈉的溶解度比氯化銨小 ；【實驗探究】(1)在除掉氯化鎂時，加入過量的NaOH溶液，過濾，濾液中的溶質為氯化鈉和氫氧化鈉，向濾液中加入鹽酸時，氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水，反應的化學方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O ；(2)過濾時玻璃棒的作用是引流；(3)沉淀1表面常附有NH4+、Cl-等雜質，洗滌時，為了不使碳酸氫鈉溶解，最好選用碳酸氫鈉飽和溶液進行洗滌；(4)步驟X包括的操作有蒸發濃縮、冷卻結晶和過濾。【拓展延伸】(1)如果樣品質量為5.3g，則由化學方程式：Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑，可計算出，生成二氧化碳2.2g，約1100mL，實驗中選用的量氣管規格最合適的是1500 mL； (2) 反應結束后錐形瓶中殘留CO2的體積，與瓶內原有空氣的體積相同，不會導致測得的二氧化碳體積不準確，不影響碳酸鈉質量分數；(3)碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳、水，如果5.3g樣品中鈉元素的質量分數為42%，根據反應前后元素的種類、質量不變，實驗結束后將錐形瓶中溶液蒸干，所得固體質量為5.3g×42%÷（23÷58.5×100%）≈5.7 g(或5.6 g)。