Question

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO₃的实验步骤：

        

第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。

第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。

第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCO₃固体。

第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH₄C1晶体析出……请回答下列问题：

(1)装置的连接顺序是：a接_______；_______接_______；b接_______。

(2)A中常选用的固体反应物为，D中应选用的液体为，B中发生反应的化学方程式为

_______________________________________________。

(3)第二步骤中必须先让_________________装置发生反应。

(4)C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是________________________，C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为_____________________________________________________。

(5)第四步中分离出NH₄Cl晶体的操作是___________；所得的NH₄Cl晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO₃约占5%—8%)，请设计一个简单的实验证明所得固体的成分大部分是NH₄Cl。简要写出操作和现象：_________________________________________________。

Answer 1

(1)f  e  d  c

(2)块状石灰石  饱和NaHCO₃溶液  CaO+NH₃·H₂O====Ca(OH)₂+NH₃↑

(3)B

(4)防倒吸  CO₂+NH₃+NaCl+H₂O====NaHCO₃↓+NH₄Cl

(5)过滤  取少量固体放入试管中加热，固体大部分消失，在试管口又有较多的固体凝结

解析：“侯氏制碱法”的实验原理是：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl====NaHCO₃↓+NH₄Cl，即制碱过程中所需的两种气体是CO₂和NH₃，实验室用块状石灰石和稀盐酸反应产生CO₂，用浓氨水和CaO或NH₄Cl和碱石灰混合制NH₃。NH₃极易溶于水，而CO₂在水中的溶解度不大，为使CO₂能更多地溶于水与NaCl反应，可先使NH₃溶于水达饱和，使溶液呈碱性，这会使酸性氧化物更多地被溶解吸收。因NH₃极易溶于水，故要考虑到NH₃的倒吸问题。设计实验证明固体大部分是NH₄Cl时，首先应想到NH₄Cl的性质：加热易分解，冷却又化合，故可围绕此性质来设计实验。