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

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、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”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NH4Cl晶体析出。……

请完成下列问题:

(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_______________装置先发生反应。

(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___________________;其所得的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:______________________________________。

答案

(1)f  e  d  c

(2)块状石灰石  饱和NaHCO3溶液  CaO+NH3·H2O====Ca(OH)2+NH3↑(其他合理答案均可)

(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(其他合理答案均可)

解析:由题意可知,需制得NH3和CO2两种气体,然后将其分先后通入饱和食盐水中,即可发生反应,生成碳酸氢钠沉淀。若先通二氧化碳气体,其在饱和食盐水中的溶解度不大,再通氨气后生成的碳酸氢钠的量少。故应先通氨气,后通二氧化碳。

在用盐酸与大理石制得的二氧化碳气体中,混有氯化氢气体,它会与碳酸氢钠反应,影响碳酸氢钠的产量,所以应除去二氧化碳中混有的氯化氢,也就是应将气体先通入饱和碳酸氢钠溶液中。

由于氨气极易溶于水,为防倒吸,应将导管口刚接触水面,并采用干燥管进一步加以预防。

氯化铵的实验证明常采用加热分解法,看剩余产物的多少,从而说明其含量的多少。


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