Question

已知NaHCO3低溫時溶解度小，侯德榜制堿的方法是：向氨化的飽和食鹽水中通入過量的二氧化碳，即有晶體析出，經(jīng)過濾、洗滌、焙燒得純堿．此過程可以表示為：
①NaCl（飽和）+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl（此反應是放熱反應） 
②2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
現(xiàn)某化學小組根據(jù)上述原理在實驗室中模擬制堿過程，下圖C裝置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均達到了飽和．

制取CO₂時為了使反應隨開隨用，隨關(guān)隨停，圖A方框內(nèi)應選用以下

 

裝置（填序號），簡述該設(shè)置能隨關(guān)隨停的理由

 

．

（1）實驗能夠進行，在B方框應選用圖中的

 

裝置（填寫序號），該裝置內(nèi)應裝入的試劑

 

．
（2）某同學按正確的方法連接裝置，檢驗氣密性合格后進行實驗，發(fā)現(xiàn)析出的晶體非常少，在老師的指導下，他們對某裝置進行了改進，達到了實驗目的，你認為他們的 改進方法是

 

．
（3）飽和食鹽水中含有NaCl的質(zhì)量為5.85g，實驗一得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.46g，第二步分解時沒有損失，則Na₂CO₃的產(chǎn)率為

 

（產(chǎn)率為實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的）

Answer 1

考點：實驗裝置綜合,常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：

分析：制CO₂時為了使反應隨開隨用，隨關(guān)隨停，需要應用啟普發(fā)生器的裝置原理，利用止水夾控制氣體壓強，使液體和固體分離停止反應，打開壓強減小液體和固體接觸繼續(xù)反應；
（1）制備出二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，影響碳酸氫鈉的生成，B裝置中需要通過飽和碳酸氫鈉溶液除去；則B裝置為洗氣裝置；
（2）降低反應的溫度，碳酸氫鈉溶解度減��；
（3）依據(jù)化學方程式計算理論生成碳酸氫鈉的質(zhì)量，依據(jù)碳酸氫鈉分解的化學方程式計算碳酸鈉質(zhì)量，結(jié)合實際生成碳酸鈉的質(zhì)量計算產(chǎn)率．

解答： 解：啟普發(fā)生器是隨時進行，隨時停止的裝置，適用于固體和液體不加熱反應生成不溶于水的氣體制備反應，所以制CO₂時為了使反應隨開隨用，隨關(guān)隨停應符合啟普發(fā)生器的原理應用，應該選用裝置③，利用止水夾控制氣體壓強，關(guān)閉彈簧夾后反應生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應液壓回漏斗，使液體和固體分離停止反應，打開壓強減小液體和固體接觸繼續(xù)反應；
故答案為：③；關(guān)閉彈簧夾后反應生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應；
（1）制備出二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，影響碳酸氫鈉的生成，B裝置中需要通過飽和碳酸氫鈉溶液除去；則B裝置洗氣裝置，導氣管長進短出，所以選擇圖中的裝置⑤；
故答案為：⑤；飽和碳酸氫鈉溶液；
（2）通過降低溫度，減小碳酸氫鈉的溶解度，使碳酸氫鈉析出，所以將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（大燒杯）可以達到目的；
故答案為：將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）；
（3）若所用飽和食鹽水中含有NaCl的質(zhì)量為5.85g，理論上依據(jù)化學方程式計算：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl；得到碳酸氫鈉質(zhì)量為8.4g，分解生成碳酸鈉質(zhì)量依據(jù)化學方程式計算：2NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；碳酸鈉的質(zhì)量為5.3g；實驗后得到干燥的NaHCO₃晶體的質(zhì)量為5.46g，生成碳酸鈉質(zhì)量為：
2NaHCO₃ =Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
168       106
5.46g    3.445g
假設(shè)第二步分解時沒有損失，則碳酸鈉的產(chǎn)率=

3.445g

5.3g

×100%=65%；
故答案為：65%．

點評：本題考查了純堿制備原理的實驗應用，此題是一道實驗探究綜合題，該題綜合性強難度較大，側(cè)重于考查學生對基礎(chǔ)知識的綜合應用能力和實驗探究能力，題目難度中等．