Question

某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)了工業(yè)“侯氏制堿法”的原理后：
[提出問題]能否在實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”中制取NaHCO₃的過程呢？
[實(shí)驗(yàn)原理]寫出候氏制堿法反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]如圖是該學(xué)習(xí)小組進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的部分主要裝置．

請回答下列問題：
（1）檢驗(yàn)A裝置氣密性的方法是：塞緊帶長頸漏斗的橡膠塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面，停止加水后，若______，說明裝置不漏氣．
（2）D是連接在裝置A與裝置C之間的氣體凈化裝置，進(jìn)氣口是______（填a或b），D的作用是除去______氣體．可否將瓶內(nèi)試劑換為碳酸鈉溶液______（填“可”“否”）．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先向飽和NaCl溶液中通入較多的______，再通入足量的______，其原因是______．（填寫序號）
①使CO₂更易被吸收　�、贜H₃比CO₂更易制取　�、跜O₂的密度比NH₃大
（4）用______的方法將生成的NaHCO₃晶體從混合物中分離出來．
如果要制得純堿，還需發(fā)生的反應(yīng)是（寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式）：______．
[得出結(jié)論]利用“侯氏制堿法”在實(shí)驗(yàn)室可以制取NaHCO₃．

Answer 1

解：候氏制堿法是用二氧化碳通入氨化的飽和氯化鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（1）隨水的注入管內(nèi)加壓增大，漏斗內(nèi)液體不能再流入試管，使長頸漏斗與管內(nèi)液面出現(xiàn)液面差，并且液面差保持不變，說明裝置氣密性良好；
故答案為：長頸漏斗中注入水，漏斗中與試管中的液（水）面差保持不再變化或漏斗中的液（水）面不再下降；
（2）氣體從a管通入時(shí)才能使氣體通過溶液而達(dá)到凈化氣體的目的；裝置D內(nèi)盛放的碳酸氫鈉溶液能與混在氣體中的HCl發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，從而除去混在氣體中的HCl；若換做碳酸鈉溶液，二氧化碳也會被吸收；
故答案為：a；氯化氫（或HCl）；否；
（3）先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發(fā)生反應(yīng)，更有利于二氧化碳?xì)怏w的吸收；
故答案為：NH₃；CO₂；①；
（4）通過過濾，可把混在溶液中的碳酸氫鈉晶體分離出來；如果制得純堿需要對碳酸氫鈉固體加熱分解得到，反應(yīng)化學(xué)方程式為：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
故答案為：過濾．2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
分析：（1）注入一定量的水后，試管內(nèi)氣體被壓縮管內(nèi)壓強(qiáng)增大，使得出現(xiàn)液面差；液面差保持不變時(shí)，說明裝置不漏氣；
（2）為使氣體通過溶液，氣體從a通入溶液，混在氣體中的HCl與溶液中的碳酸氫鈉反應(yīng)而被吸收；換做碳酸鈉溶液，二氧化碳?xì)怏w被碳酸鈉溶液吸收；
（3）二氧化碳與水反應(yīng)形成不穩(wěn)定的碳酸，致使水吸收二氧化碳量較少；而把二氧化碳通入溶有氨氣而呈堿性的水中，會使生成的碳酸與氨水發(fā)生反應(yīng)，而增大二氧化碳?xì)怏w的吸收；
（4）把固體與液體所形成混合物中固體分離出來的方法為過濾．
點(diǎn)評：本題考查了利用工業(yè)制堿原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方案分析判斷，根據(jù)裝置中的藥品的性質(zhì)及裝置的連接方式，是準(zhǔn)確判斷或理解裝置作用的一種有效方法．