Question

我国化学家侯德榜改革国外的Na₂CO₃生产工艺，创造了侯氏制碱法，又叫联邦制碱法，该法是将合成氨工厂生产的NH₃及副产品
CO₂，通入到饱和食盐水中得到NaHCO₃，分离出的NaHCO₃加热制得Na₂CO₃．某研究性学习小组设计如图所示的模拟装置，该装置可实现部分原料的循环使用．

（1）分液漏斗甲中为盐酸，装置B中试剂为______，分液漏斗乙中是易挥发的某试剂，该试剂为______．
（2）实验操作过程中，应先打开______（填“k₁”或“k₂”），当观察到______现象时，再打开另一个弹簧夹．
（3）装置E中试剂为饱和NaCl溶液，该装置能体现绿色化学思想的两个作用是______、______．
（4）老师认为在C、D之间还应增加一个装置，该装置作用为______．
（5）写出C中生成NaHCO₃的化学方程式______．

Answer 1

解：（1）分液漏斗甲中为盐酸，滴入A中和石灰石反应生成二氧化碳气体，气体中含有氯化氢气体，装置B中试剂为饱和NaHCO₃溶液，依据候氏制碱原理可知D装置是制备氨气的装置，结合液体滴入固体氢氧化钠产生氨气实验判断，乙分液漏斗中为浓氨水滴入后会生成氨气通入C装置反应；分液漏斗乙中是易挥发的某试剂，该试剂为浓氨水；
故答案为：饱和NaHCO₃溶液；浓氨水
（2）候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水，二氧化碳气体水中溶解性较小，实验饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳气体；实验操作过程中，应先打开k₂，观察到E中漏斗有液面上升时，再打开另一个弹簧夹K₁．故答案为：k₂，观察到E中漏斗有液面上升时；
（3）装置E中试剂为饱和NaCl溶液，该装置能体现绿色化学思想的两个作用是：吸收氨气防止污染；获得NaCl和氨水的饱和液循环使用；
故答案为：吸收氨气防止污染；获得NaCl和氨水的饱和液循环使用；
（4）氨气极易溶于水直接通入食盐水会发生倒吸，实验CD间应加一个放倒吸的装置，故答案为：防止倒吸；
（5）C中生成NaHCO₃的化学方程式：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
分析：（1）装置A是制备二氧化碳的实验装置，生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，通过饱和碳酸氢钠溶液除去后通入C装置中；依据候氏制碱原理可知D装置是制备氨气的装置，结合液体滴入固体氢氧化钠产生氨气实验判断乙分液漏斗中为浓氨水滴入后会生成氨气通入C装置反应；
（2）候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水，二氧化碳气体水中溶解性较小，实验饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳气体；
（3）绿色化学的思想是无污染，原料充分应用，原子利用率100%；
（4）氨气极易溶于水直接通入食盐水会发生倒吸，实验CD间应加一个放倒吸的装置；
（5）C中是候氏制碱的反应，装置中的反应化学方程式为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
点评：本题考查了侯德榜制碱方法的实验分析和原理应用，理解制碱工业原理和注意问题是解题关键，题目难度中等．