4.
某化學興趣小組在學習了候氏聯(lián)合制堿法后,運用下圖實驗裝置和其他實驗設備成功制得了純堿--碳酸鈉.
【查閱資料】:
(1)實驗原理:NH
3+CO
2+H
2O+NaCl═NaHCO
3↓+NH
4Cl(向飽和粗食鹽水中通入足量氨氣至飽和,然后通入二氧化碳,得到溶解度較小的碳酸氫鈉白色沉淀和氯化銨溶液).
(2)2NaHCO
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O
(3)實驗裝置如圖
【實驗步驟】:
(1)準備:稱取8g 粗鹽,加入到30mL的飽和氨水中,配制飽和氨化粗鹽水于大試管中.如圖搭好裝置并檢查氣密性.稱取50g碳酸鈣粉末于圓底燒瓶中,再量取100mL的稀硫酸于玻璃容器中.
(2)制備:將裝有配制好的飽和氨化粗鹽水的試管浸入冰水中,向其中通入二氧化碳氣體約5分鐘看到沉淀,約10分鐘時產(chǎn)生大量白色沉淀.你覺得燒杯中冰水的主要作用是降溫有利于NaHCO
3晶體析出.實驗結(jié)束后將產(chǎn)物過濾,濾渣洗滌、晾干.取少量樣品與氫氧化鈉溶液混合后加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,不變色即可證明濾渣不含銨鹽;剩余固體濾渣放入蒸發(fā)皿中直接灼燒,還需要的玻璃儀器是玻璃棒,所起的作用攪拌均勻受熱.最后將蒸發(fā)皿中白色固體冷卻既得純堿碳酸鈉.
【反思與拓展】:
(3)實驗室常選用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳氣體,通常不用稀硫酸是因為生成微溶CaSO
4阻止反應持續(xù)進行.本實驗中用碳酸鈣粉末和稀硫酸也能得到穩(wěn)定持續(xù)的二氧化碳氣體,因為接觸面積變大加快了反應.寫出化學方程式CaCO
3+H
2SO
4═CaSO
4+CO
2↑+H
2O.
(4)假設實驗過程中50g 碳酸鈣粉末和100mL稀硫酸在圓底燒瓶中能恰好完全反應(二氧化碳氣體全部逸出),試計算:(寫出計算過程)
①生成二氧化碳的質(zhì)量;
②若通入大試管的二氧化碳實際利用率為50%,則最多可以生成碳酸氫鈉多少g?