Question

【题目】实验室模拟侯氏制碱法原理，可以制备一些常见的化合物。

i. 30℃时，向饱和NaCl溶液中加入NH4HCO3细粉，制备NaHCO3晶体。

（1）已知30℃时几种盐的溶解度为：

物质	NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl
S（g/100gH2O）	36.3	27.0	11.1	41.1

书写化学方程式_______________________。根据反应原理结合信息解释NaHCO3易析出的原因__________________________。

（2）过滤出NaHCO3晶体后，为继续分离滤液中的物质，设计如图装置。左侧发生装置可制取氨气，原因是_____________。一段时间后，试管中析出白色晶体为_______。用冰水浴降温目的是_____________。

ii. 制取(NH4)2SO4晶体的流程如下：

（3）“转化”步骤中CO2不宜过量，原因是__________________。

（4）操作I和II所需的实验步骤顺序是____________（选填编号，可重复选择）。

a. 蒸发浓缩 b. 蒸馏 c. 过滤 d. 萃取 e. 分液 f. 冷却结晶

（5）为测定某硫酸铵样品（杂质为碳酸铵）纯度。先准确称取5.000g样品溶于水，加入足量的_______，再加入足量BaCl2溶液充分反应后过滤、洗涤沉淀并烘干至恒重，最终所得固体为8.155g。则硫酸铵样品的纯度为___________。

Answer 1

【答案】NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl 离子反应总是向着离子浓度减少的方向进行。NaHCO3与另外三种物质相比，相同温度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同时使溶液中的Na+、HCO3-浓度减少 生石灰与氨水中的水反应放热，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移动，利于氨气逸出 NH4Cl 温度降低，NH4Cl的溶解度变小，有利于NH4Cl的析出 防止将CaCO3沉淀转化为可溶性的碳酸氢钙，从而会降低硫酸铵晶体的纯度 cafc 稀盐酸或稀硝酸 92.4%

【解析】

（1）侯氏制碱法是利用NaCl与NH4HCO3反应制得NaHCO3的过程，化学方程式为：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ，由表格信息可知，30℃时NaHCO3的溶解度较小，易达到过饱和状态析出，

故答案为：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl ；离子反应总是向着离子浓度减少的方向进行。NaHCO3与另外三种物质相比，相同温度下溶解度最小，析出NaHCO3沉淀的同时使溶液中的Na+、HCO3-浓度减少；

（2）生石灰与氨水中的水反应放热，生成OH-，有助于NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-平衡往左移动，利于氨气逸出，氨气与NaCl反应生成NH4Cl，则析出的白色晶体为NH4Cl,在用冰水浴促进NH4Cl析出，

故答案为：NH4Cl；温度降低，NH4Cl的溶解度变小，有利于NH4Cl的析出；

（3）“转化”步骤中CO2若过量会与CaCO3反应生成Ca（HCO3）2，从而降低硫酸铵晶体的纯度，所以CO2不宜过量，

故答案为：防止将CaCO3沉淀转化为可溶性的碳酸氢钙，从而会降低硫酸铵晶体的纯度；

（4）操作I中要分离出碳酸钙则需要进行过滤操作，再经过蒸发浓缩和冷却结晶，最终过滤得到硫酸铵晶体，

故答案为：cafc；

（5）由题意可知，杂质为碳酸铵，即溶于水后，溶液中含有CO32-，所以需要用盐酸或硝酸除去CO32-后，再将硫酸根离子沉淀下来，称量计算；除去碳酸根离子后，加入足量BaCl2溶液充分反应后过滤、洗涤沉淀并烘干至恒重，最终所得固体为8.155g为BaSO4，则n(SO42-)=n(BaSO42-)=n[(NH4)2SO4]= =0.035mol，m[(NH4)2SO4]= 0.035mol×132g/mol=4.62g，则硫酸铵样品的纯度为=92.4%；

故答案为：稀盐酸或稀硝酸；92.4%。